ЦЕРН запускает программу по изучению новых коллайдеров на энергии вплоть до 100 ТэВ

Как уже неоднократно подчеркивалось на «Элементах», современные коллайдерные проекты требуют не только существенных финансовых вложений, но и значительного времени для их реализации. Ориентировочно, сейчас проходит как минимум 10 лет между черновым проектом коллайдера и детекторов и окончательной доработкой всех технологий, а затем еще примерно столько же времени требуется для запуска разработок в производство и сооружения установки. Поэтому, если ЦЕРН хочет всегда быть на переднем крае исследований, он должен заглядывать далеко вперед.

Большой адронный коллайдер является сейчас главным приоритетом ЦЕРНа и будет оставаться им как минимум до 2030 года. Однако уже давно физическое сообщество разрабатывает проект линейного электрон-позитронного коллайдера, и ЦЕРН принимает в этом активное участие. Судя по всему, технологии для его создания уже созрели, и его сооружение начнется в 2010-х годах. Еще лет через 10 линейный коллайдер начнет свою работу, и это примерно совпадет с окончанием основного цикла работы LHC. Каким бы ни был итоговый результат LHC — найдет он что-то принципиально новое или нет, — линейный e⁺e^–-коллайдер будет тщательно исследовать те явления, которые LHC увидел только в общих чертах.

Но ЦЕРН смотрит еще дальше. В 2030-2040-е годы, когда LHC уже устареет, а линейный e⁺e^–-коллайдер не уйдет вперед по энергии, физикам потребуется новая установка с существенно более высокой энергией, чем дает LHC. Речь тут может идти о новом кольцевом ускорителе протонов с энергией порядка 100 ТэВ — в 7 раз больше, чем сможет выдать LHC. Такому ускорителю будет слишком тесно в нынешнем 27-километровом туннеле ЦЕРНа, и поэтому под него должен быть вырыт новый кольцевой туннель окружностью 80–100 км.

Как бы грандиозно это ни звучало, но такие проекты уже обсуждаются, правда в основном для нового поколения кольцевых электрон-позитронных коллайдеров. Один из них называется TLEP и как раз подразумевает прокладку нового 80-километрового туннеля недалеко от ЦЕРНа. К слову, в октябре этого года прошла уже шестая (!) конференция, посвященная этому проекту; некоторые его подробности мы упоминали в новости Физики обсуждают варианты «хиггсовской фабрики». Если работа над ним пойдет быстрыми темпами, то он может стать первым этапом на пути к будущему 100-тэвному протонному коллайдеру.

Для того чтобы поставить разработку проектов такого масштаба на серьезную основу, ЦЕРН запускает новую пятилетную программу по изучению будущих циклических коллайдеров — она так и называется “Future Circular Collider Study”. Заметка об этой инициативе за авторством директора ЦЕРНа Рольфа Хойера появилась на днях в журнале CERN Courier. В качестве первого крупного мероприятия в рамках этого проекта в феврале 2014 года намечена четырехдневная рабочая конференция, которая пройдет в Женевском университете. После него станет понятно, на какие этапы будет разбито это исследование и какие именно конкретные цели оно будет преследовать. В идеале ожидается, что к 2018 году, когда будет обсуждаться новая Европейская научная стратегия, это исследование сможет дать четкие рекомендации относительно грандиозных ускорительных проектов нового поколения.