LHC možná dostane nástupce. Nový urychlovač CERNu bude dlouhý 100 km

Evropská organizace pro jaderný výzkum (CERN) již od roku 2014 připravuje nový urychlovač částic, který by od roku 2040 mohl převzít štafetu po LHC. Velký hadronový urychlovač nacházející se v podzemí mezi Francií a Švýcarskem experti považují za velmi úspěšný projekt. Díky LHC vědci v roce 2012 objevili Higgsův boson, poslední elementární částici standardního modelu, která vysvětluje, proč ostatní částice mají hmotnost. A díky experimentům v LHC přímo vzniklo 26 700 vědeckých publikací. Dalších 240 000 studií tyto práce citovalo. CERN by teď chtěl postavil větší urychlovač s vyššími energiemi, díky nimž by se možná dala sledovat nová fyzika. Taková, kterou standardní model neumí popsat. Vědci by rádi objevili nové částice a jejich interakce. Nechápou, proč je ve vesmíru více hmoty než antihmoty. Nedokážou pozorovat temnou hmotu, i když ví, že existuje a že jí je pětkrát víc než běžné baryonové hmoty, ze které se skládáme my, planety, hvězdy nebo černé díry. Chtěli by také vysvětlit, proč mají hmotnost i neutrina. Proč je Higgsův boson tak lehký. Proč se elementární částice od sebe nazvájem tolik liší. LHC by už jim takové odpovědi nedodal. Ve skutečnosti jim je nemusí dodat ani větší urychlovač, ale to zjistí, až (jestli) jej postaví. Nový projekt dos

FCC vyjde na 20+ miliard eur

CERN teď bude hledat podporu politiků i soukromých firem, aby projekt mohl uskutečnit. Optimistickým datem spuštění prvních experimentů je rok 2040, v takovém případě by se ale již v roce 2025 muselo začít stavět. Jen hloubení tunelů a budování infrastruktury vyjde podle odhadů na 5 miliard eur. Dalších 19 miliard by stála výstavba urychlovače/ů.

Vědce by stejně jako u LHC pracovali v několika fázích. Ještě před LHC, kde se od roku 2009 urychlují těžší částice (hadrony), byl v onom 27km tunelu funkční urychlovač lehčích částic (leptonů). Tzv. LEP fungovat od roku 1989 do 2000. Používaná energie se u něj zvyšovala od 45 do 209 GeV.

FCC by měl nejdříve odstartovat coby leptonový urychlovač označený jako FCC-ee, kde se budou srážet elektrony a pozitrony energiemi 90 až 365 GeV. Výstavba by vyšla na 4 miliardy eur (k oněm pěti za tunel a infrastrukturu). Na něj by později navázal hadronový urychlovač FCC-hh, ve kterém by se srážely protony a těžké ionty energiemi 100 TeV. Jeho rozpočet je dalších 15 miliard eur.

Srovnání velikosti LHC a FCC (zdroj: CERN)

Vědci by rádi uskutečnili i hybridní lepton-hadronový urychlovač FCC-he na srážení protonů (50 TeV) a elektronů (60 GeV). Zkušenosti z FCC by se pak daly zužitkovat i k dalšímu upgradu LHC. Využívané energie by u něj stouply ze 14 na 27 TeV. Výzkumníky v CERNu by tak byli zaměstnáni na příštích 70 let.

Otázkou ale je, jestli Evropa bude chtít takto rozsáhlý projekt zafinancovat, když také nemusí přinést žádné nové výsledky. A když může pro změnu podpořit jiný než částicový výzkum.