Gigantikus részecskegyorsítóval erednének a sötét anyag nyomába

Nincs már messze egy hatalmas részecskegyorsító, avagy szuperütköztető megépítése? Az Európai Nukleáris Kutatási Szervezet (CERN) 2012-ben jelentette be a Higgs-bozon – egy részecskefizikai szenzáció – felfedezését.

Amennyiben elkészülne, egy még nagyobb részecskegyorsító megoldhatja a titokzatos „sötét anyag” körül felmerült kérdéseket.

A Future Circular Collider (FCC) olyan részecskegyorsító, amely új utat törhet a fizikai területén. A tervek szerint a szuperütköztető valahol a határon épülne fel Franciaország és Svájc között, egy mély föld alatti alagútban, amely nagyjából háromszor hosszabb lenne, mint a Nagy Hadronütköztető (Large Hadron Collider – LHC).

A nagyszabású projekt költségei is igencsak magasra rúgnak: 15 milliárd euróba kerülne nagyjából a megvalósítása a becslések szerint.

Amíg működésbe is lépne, az pedig 25 év.

Biztosan megépül az új részecskegyorsító?

Bár az új részecskegyorsító még csak terv, a CERN vezetőjének, Joachim Mnich-nek szilárd meggyőződése, hogy megépül. Mint megjegyezte, a részecskefizika terén a CERN egy európai zászlóshajó-projekt, vagyis a kontinens ezen a területen és ebben a projektben vezető szerepet tölt be.

„Ha meg akarjuk tartani ezt a vezető szerepet a jövőben is, olyan új projektre van szükségünk, amely éppoly sikeres, mint a Nagy Hadronütköztető”

– fogalmazott Joachim Mnich.

Olvasd el ezt is: Íme a leghíresebb üstökösök

A jövőbeli FCC részecskegyorsítóban az elektronokat és antirészecskéiket, a pozitronokat ütközési pályára állítanák. Ez lehetővé tenne egy Higgs-bozon gyárat, amelyek látszólag kulcsfontosságú részecskék.

A második terjeszkedési fázisban pedig a használt technológia még fejlesztésre vár.

A tervek szerint a 2070-es évektől a protonok ebben kezdhetnek el ütközni egymással, soha nem látott energiákkal.

A felfedezéshez épített gépben sokkal nagyobb potenciál van, mint amihez jelenleg a fizikusok hozzáférnek.

„Ideális esetben válaszokat ad majd nagy kérdésekre, amelyekre ma nem tudjuk a feleletet”

– fogalmazott Joachim Mnich.

A sötét anyag különösen izgatja a tudósokat

Ilyen kérdések a sötét anyag és a sötét energia is. Vagy például, hogy hová tűnnek az antianyagok.

Persze kérdés, hogy vajon az új részecskegyorsító-e a megfelelő szerkezet arra, hogy megválaszolja ezeket. Egyes tudósoknak vannak kétségeik – elsősorban a sötét anyag kapcsán.

A csillagász Oliver Müller például évek óta kutatja a titokzatos anyagot. Úgy véli, hogy részecskegyorsítót újra és újra építenek, de semmit sem találnak hosszútávon, sok a kiábrándító dolog. Nincs meggyőződve arról, hogy az FCC segítene ezen.

Szerinte talán jobb lenne, ha a fizikusok a nagyobb, de ugyanolyan eszközök építése helyett más alternatívák lehetőségét fontolnák meg.

Többet lehetne például befektetni gravitációs hullámokba vagy teleszkópokba.

A sötét anyag egyébként azért foglalkoztatja hosszú évtizedek óta a tudósokat, mert nagyjából annyit tudnak róla, hogy létezik – nélküle a galaxisok egyszerűen elrepülnének. Ám hogy részecskék egy fajtája alkotja-e, vagy valami teljesen más, azt máig homály fedi.

Egy másik kutató, Jenny List ugyancsak alternatívákon gondolkodik – a kutató részecskegyorsítókon és kísérleteken dolgozik – részben a CERN-el együtt. Úgy véli, a témáról mindenesetre fontos beszélni, úgymond, létfontosságú.

„Az FCC részecskegyorsító egy lenyűgöző projekt, amely hosszútávú perspektívát ad a CERN-nek. Ám felmerülnek aggályok azzal kapcsolatban, anyagilag is életképes-e a dolog. Az is kérdéses ma még, hogy a technológia kiterjesztése is elérhető lesz-e a jövőben, megfelelő időben, illetve milyen költségekkel”

– fogalmazott a fizikus.

List hozzátette: egy lineáris részecskegyorsító is elegendő lenne, hogy a Higgs-bozont tanulmányozhassák és vizsgálhassák. Az FCC hosszúsága egyébként egy sokkal költséghatékonyabb alternatíva – jegyezte meg.

Olvasd el ezt is: A Földről is látni lehet ezt a termonukleáris robbanást

(Via)