CERN chce wybudować 100-kilometrowy akcelerator cząstek. Ma być 6-krotnie potężniejszy od LHC
Rada CERN jednogłośnie przyjęła dzisiaj plan dotyczący strategii rozwoju badań nad fizyką cząstek w Europie. Plan zakłada m.in. wybudowanie 100-kilometrowego akceleratora cząstek. O stworzeniu wstępnego raportu projektowego budowy Future Circular Collider (FCC) informowaliśmy na początku ubiegłego roku.
The European Strategy for Particle Physics został po raz pierwszy przyjęty w 2006 roku, a w roku 2013 doczekał się pierwszej aktualizacji. Prace nad jego obecną wersją rozpoczęły się w 2018 roku, a w styczniu ostateczna propozycja została przedstawiona podczas spotkania w Niemczech. Teraz projekt zyskał formalną akceptację.
CERN będzie potrzebował znaczniej międzynarodowej pomocy, by zrealizować swoje ambitne plany. Stąd też w przyjętym dokumencie czytamy, że Europa i CERN, za pośrednictwem Neutrino Platform, powinny kontynuować wsparcie dla eksperymentów w Japonii i USA. W szczególności zaś, należy kontynuować współpracę ze Stanami Zjednoczonymi i innymi międzynarodowymi partnerami nad Long-Baseline Neutriono Facility (LBNF) oraz Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE).
Obecnie szacuje się, że budowa nowego akceleratora, który byłby następcą Wielkiego Zderzacza Hadronów, pochłonie co najmniej 21 miliardów euro. Instalacja, w której dochodziłoby do zderzeń elektronów z pozytonami, miała by zostać uruchomiona przed rokiem 2050.
Zatwierdzenie planów przez Radę CERN nie oznacza jednak, że na pewno zostaną one zrealizowane. Jednak decyzja taka oznacza, że CERN może teraz rozpocząć pracę nad projektem takiego akceleratora, jego wykonalnością, a jednocześnie rozważać inne konkurencyjne projekty dla następcy LHC. Myślę, że to historyczny dzień dla CERN i fizyki cząstek, zarówno w Europie jak i poza nią, powiedziała dyrektor generalna CERN Fabiola Gianotti po przyjęciu proponowanej strategii.
Z opinią taką zgadzają się inni specjaliści. Dotychczas bowiem CERN rozważał wiele różnych propozycji. Teraz wiadomo, że skupi się przede wszystkim na tej jednej.
Przyjęta właśnie strategia zakłada dwuetapowe zwiększanie możliwości badawczych CERN. W pierwszym etapie CERN wybuduje zderzacz elektronów i pozytonów, którego energia zostanie tak dobrana, by zmaksymalizować produkcję bozonów Higgsa i lepiej zrozumieć ich właściwości.
Później instalacja ta zostanie rozebrana, a w jej miejscu powstanie potężny zderzacz protonów. Urządzenie będzie pracowało z energiami rzędu 100 teraelektronowoltów (TeV). Dla porównania, LHC osiąga energie rzędu 16 TeV.
Zadaniem nowego zderzacza będzie poszukiwanie nowych cząstek i sił natury. Większość technologii potrzebna do jego zbudowania jeszcze nie istnieje. Będą one opracowywane w najbliższych dekadach.
Co ważne, mimo ambitnych planów budowy 100-kilometrowego zderzacza, nowo przyjęta strategia zobowiązuje CERN do rozważenia udziału w International Linear Collider, którego projekt jest od lat forsowany przez japońskich fizyków. Japończycy są zadowoleni z takiego stanowiska, gdyż może pozwoli to na przekonanie rządu w Tokio do ich projektu.
W przyjętej właśnie strategii czytamy, że CERN będzie kontynuował rozpoczęte już prace nad High Luminosity LHC (HL-LHC), czyli udoskonaloną wersją obecnego zderzacza. Budowa 100-kilometrowego tunelu i zderzacza elektronów i pozytonów ma rozpocząć się w roku 2038. Jednak zanim ona wystartuje, CERN musi poszukać pieniędzy na realizację swoich zamierzeń. Chris Llewellyn-Smith, były dyrektor generalny CERN, uważa, że do europejskiej organizacji mogłyby dołączyć Stany Zjednoczone, Japonia i Chiny, by powołać nową globalną organizację fizyczną.
Nie wszyscy eksperci entuzjastycznie podchodzą do planów CERN. Sabine Hossenfelder, fizyk teoretyczna z Frankfurckiego Instytutu Zaawansowanych Badań krytykuje wydawanie olbrzymich kwot w sytuacji, gdy nie wiemy, czy zwiększanie energii zderzeń cząstek przyniesie jakiekolwiek korzyści naukowe poza pomiarami właściwości już znanych cząstek. Z opinią tą zgadza się Tara Shears z University of Liverpool. Uczona zauważa, że o ile powodem, dla którego budowano LHC było poszukiwanie bozonu Higgsa i urządzenie spełniło stawiane przed nim zadanie, to obecnie brak dobrze umotywowanych powodów naukowych, by budować jeszcze potężniejszy akcelerator. Nie mamy obecnie żadnych solidnych podstaw. A to oznacza, że cały projekt obarczony jest jeszcze większym ryzykiem, mówi. Dodaje jednak, że jednocześnie wiemy, że jedynym sposobem na znalezienie odpowiedzi są eksperymenty, a jedynymi miejscami, gdzie możemy je znaleźć są te miejsca, w które jeszcze nie zaglądaliśmy.
Komentarze (11)
Sławko, 19 czerwca 2020, 22:17
Inwestycje w naukę zawsze przynoszą korzyści. Dziwne, że nie którzy naukowcy to podważają.
peceed, 19 czerwca 2020, 22:36
Nazwać tą panią fizykiem teoretycznym to tak jakby określić blogową szafiarkę projektantką mody.
Chyba że "fizyk teoretyczny" to nie był związek frazeologiczny, a teoretyczny ma tutaj znaczenie potoczne, jak w "państwie teoretycznym".
Widać u niej całkowite niezrozumienie podstawowych zasad rządzących nauką i badaniami podstawowymi, zwłaszcza to, że badania nie są od tego aby potwierdzać lub obalać teorie, ale aby zwiększać zakres poznania.
Do tego widać gigantyczną niechęć wobec badań które dają odpowiedzi w naiwnym sensie "negatywne" (bo "znak" zależy od parametryzacji językowej). Brak nowych cząstek to nie porażka, to bardzo ważna informacja że żadnych cząstek tam nie ma.
Widać tutaj naiwne porównanie badań naukowych do wypraw geograficznych: sukcesem jest znalezienie lądu z którego można czerpać korzyści. Tutaj sukcesem ma być znalezienie cząsteczek, o których można będzie pisać nic nie znaczące dla nauki wpisy na swoim blogu. Z punktu widzenia nauki informacja że gdzieś jest ocean jest równie wartościowa i istotna, zwłaszcza że pozwala skończyć intensywne poszukiwania.
Krytyka wobec akceleratora jest tym głupsza, że już wiadomo że te cząsteczki na pewno są, nie wiadomo tylko jak daleko.
To tak jakby krytykować wyprawę na ocean, bo nie ma gwarancji że się coś się znajdzie w sytuacji, gdy może wyrzuciło statek należący do innej cywilizacji.
Na postęp techniczny nie da się "zaczekać", znamy cywilizacje które czekały kilka tysięcy lat i się nie doczekały. Strategia przeczekania kilku generacji akceleratorów nie jest opłacalna, przy wykładniczo rosnących mocach i kosztach oszczędności są iluzoryczne gdy od nowa będzie trzeba budować kadry które wiedzą o co chodzi w tym biznesie.
peceed, 20 czerwca 2020, 01:25
Przy okazji - co się stało z akceleratorami mionowymi? Naprawdę znowu będziemy się musieli babrać w tej hadronowej brei po upgradzie?
Reelbi, 20 czerwca 2020, 07:59
Wczoraj podeslano mi ten filmik, związane z tematem:
https://m.youtube.com/watch?v=raXKqIapTHU
Co o tym myślicie?
Ergo Sum, 20 czerwca 2020, 10:15
Każdy oszołom i propagator ezoteryzmu wykorzystuje te same dwa chwyty: Kopernika i odkrycie Ameryki - w celu udowodnienia że jeśli ktoś mówi coś durnego to na pewno jest odkrywcą niezrozumiałym przez ograniczoną gawiedź.
Otóż nie. Oprócz niezrozumiałego Kopernika czy Kolumba były tysiące niezrozumiałych oszołomów proponujących tysiące bzdurnych teorii. Tysiące różnych bzdetów pojawiało się w historii, potwory morskie, substancje duchowe, eter, absurdalne siły natury, sfery niebieskie, diabły na ostrzu szpilki. Wszyscy piewcy mówili że to "nowe odkrycie" a inni po prostu "tego nie rozumieją". Najgorszym przykładem takie podejścia jest "z kopnięcia piłki wynika, że spada ona lotem parabolicznym, kopnijmy piłkę jeszcze bardziej to odkryjemy na pewno coś nowego".
Tak właśnie wygląda sprawa z nowym akceleratorem. Tym razem CERN nie ma żadnych spodziewanych odkryć, to tylko mrzonka, chęć zapewnienia sobie finansowania na lata obiecując ezoteryczno-iluzoryczne "na pewno coś znajdziemy, kopnijmy tylko piłkę jeszcze bardziej". Tak się zastanawiam, kiedy CERN przestał zajmować się fizyką a zaczął uprawiać sekciarstwo?
cyjanobakteria, 20 czerwca 2020, 12:45
Przez moment sądziłem, że piszesz o koledze od alternatywnych światów i portali, ale się sromotnie pomyliłem
Od kiedy to przeszkadzają Ci oszołomy i propagatorzy ezoteryzmów wykorzystujących te same, stare chwyty i ezoteryczno-iluzoryczne mrzonki napędzane przez chęć zapewnienia sobie finansowania na lata, żeby nie napisać tysiąclecia? 
Po za tym, nie ma co komentować. Napiszę tylko, że Kolumb się nie spodziewał odkryć Ameryki.
peceed, 20 czerwca 2020, 13:11
Albo "spodziewane", albo "odkrycie".
Do końca lat 60 jedyną "spodzianką" było to, że odkryje się "niespodzianki". Po powstaniu Modelu Standardowego "spodzianki" miały bardzo dobrze określone parametry.Teraz weszliśmy w bardzo ciekawą fazę, gdzie z jednej strony wiemy że są rzeczy do odkrycia, ale z drugiej strony przedział energii gdzie mogą się znajdować jest ogromny. Czyli z mórz greckich wypłynęliśmy najpierw na Morze Śródziemne, a teraz jesteśmy w drodze na Atlantyk.
Jasne. To byłoby albo lot hiperboliczny albo anihilacja piłki.
1) Nie znalezienie "czegoś" też jest odkryciem.
2) Akurat fizyka jest w momencie, że może obiecywać znalezienie wielu ciekawych rzeczy.
Janszoon za to spodziewał się odkryć Australię.
Dla laika każda działalność badawcza której nie jest w stanie osobiście zweryfikować (ogarnąć umysłowo) z powodu tzw. luki poznawczej wygląda na sekciarstwo. Nie zmienia to faktu, że znaczna część miękkich badań sekciarstwem jest.
Krytyka CERNu i obecnej fizyki pochodzi od kilku webowych celebrytów, osób zbyt słabych by zajmować się nauką w sposób konstruktywny ale wystarczająco biegłych w uprawianiu tzw. działalności pozorowanej i dostatecznie cwanych by się lansować.
Co ciekawe Sabine Hossenfelder to modelowy przykład osobowości psychopatycznej, polecam poczytać jej teksty a zwłaszcza obejrzeć filmiki z jej udziałem.
Z jakiegoś powodu psychopaci pociągają tłumy.
Nie chcę nikomu odbierać do prawa do marudzenia, ale fizyka nie musi nikomu niczego udowadniać jako dyscyplina naukowa, wystarczy zajrzeć do CV.
I trzeba mieć świadomość że znaczna część fizyków to są dokładnie ci sami ludzie którzy wiedzieli co robią 20 i 30 lat temu. Kredyt zaufania wobec fizyki powinien wystarczyć na tysiące lat.
tempik, 20 czerwca 2020, 14:07
Przecież nikt nie będzie tego kopał łopatą i się nie spoci. A w planowanym (żeby nie było jak z webbem) 2050r to kompy pewnie będą potrafiły przerobić dane od ręki, w realtime, dobra aż tak szybkie nie będą, ale na pewno o x razy szybsze niż dzisiaj.
peceed, 20 czerwca 2020, 14:27
Dennard się skończył, Moor zdycha a Amdahl ma się dobrze
Gustafson zacznie się rozbijać o architekturę połączeń: wysokowymiarowe problemy będą ograniczane przez fizyczną topologię połączeń w przestrzeni 3d.
tempik, 20 czerwca 2020, 14:41
Te wszystkie niby prawa zakładają że procesory ciągle są lutowane z tych samych tranzystorów. A przecież postęp w budowie bramek ciągle postępuje, materiały się zmieniają. Ciężko jest prognozować co będzie. Może da się całkowicie wyeliminować prąd i przejść na optykę. A może w końcu ta kwantowa rewolucja nastąpi?
peceed, 20 czerwca 2020, 17:18
Gdzie tam. Prawo Moora działało wiele lat wstecz i obejmowało też pamięci rdzeniowe i układy lampowe po odpowiednim przeformułowaniu, zatem zupełnie nie dba o to z czego i jakie są tranzystory. Prawo Dennarda częściowo działa jeśli traktuje się je jako stałą ilość energii zużywaną przez układ, a nie skalowanie częstotliwości pracy przy tym samym zużyciu energii. Gdy zmniejszalismy ranzystor (długość bramki) k-razy, to dało się go przełączać k-raza szybciej z tym samym zużyciem energii, a teraz...
.... szybkość tranzystorów nie ma już znaczenia, opóźnienia powstają na połączeniach i to jest największy problem. Małe upakowane druciki stają się okładkami kondensatora.
Na razie nikt tego nie pokazał jeśli chodzi komputery cyfrowe. Nie wykluczam, ale wydaje mi się że więcej pokażą komputery które są w stanie wykorzystać interferencję do obliczeń. Komputery optyczne wykorzystywane w satelitach szpiegowskich już w latach 70 były miliony razy szybsze od elektroniki przy rozpoznawaniu obrazów. To w ogóle jest niesamowita sprawa że potężna część know-how i teorii jest całkowicie utajniona. Teraz różnica jest pewnie mniejsza ale po prostu nic nie wiemy jakiej wydajności można się spodziewać.