CERN pregătește un accelerator de 91 de kilometri pentru a dezlega misterul materiei întunecate

Curiozitate.ro

CERN pregătește un accelerator de 91 de kilometri pentru a dezlega misterul materiei întunecate

Într -o lume în care știința împinge necontenit limitele necunoscutului, o nouă revoluție se pregătește chiar sub picioarele noastre. La Geneva, în adâncurile CERN, cel mai mare laborator de fizică a particulelor din lume, cercetătorii visează deja la succesorul Marelui Accelerator de Hadrons (LHC).

Numele său este Acceleratorul Circular al Viitorului (FCC). Cu un tunel de 91 de kilometri și o putere de șapte ori mai mare decât LHC, această mașinărie titanică ar putea redefini înțelegerea noastră asupra Universului.

Dar în spatele acestei ambiții amețitoare se ascund provocări colosale: costuri astronomice, decenii de muncă și o întrebare fundamentală – ce căutăm, de fapt, să descoperim?

Încă de la punerea sa în funcțiune, în 2008, Marele Accelerator de Hadrons (LHC) a revoluționat înțelegerea noastră asupra fizicii particulelor.

A fost instrumentul care a permis descoperirea bosonului Higgs în 2012, confirmând astfel Modelul Standard, acea teorie fundamentală ce descrie particulele elementare și forțele care guvernează Universul.

Prin experimentele realizate la CERN, oamenii de știință au reușit să observe și noi particule exotice, să aprofundeze cunoștințele despre structura internă a protonilor și să testeze limitele anumitor teorii alternative, deschizând noi orizonturi în cercetare.

Cu toate aceste progrese majore, Modelul Standard rămâne totuși incomplet. El nu reușește să explice existența materiei negre, acea substanță invizibilă care alcătuiește aproximativ 85% din masa Universului, nici pe cea a energiei negre, responsabilă de expansiunea accelerată a acestuia.

De asemenea, nu oferă un răspuns la unul dintre cele mai mari mistere ale cosmologiei: de ce Universul nostru este compus din materie și nu din antimaterie? Pentru a desluși aceste enigme profunde, CERN pregătește succesorul său, Acceleratorul Circular al Viitorului (FCC).

Construirea FCC reprezintă o provocare titanică, mult mai ambițioasă decât LHC, atât prin dimensiunile sale, cât și prin puterea sa.

Cu un tunel subteran ce măsoară 91 de kilometri în circumferință, adică de peste trei ori dimensiunea LHC, acest proiect promite să împingă granițele fizicii particulelor mult mai departe.

Costul său estimat se ridică la aproximativ 16 miliarde de dolari, o investiție colosală care stârnește atât entuziasm, cât și ample dezbateri. Proiectul FCC va fi desfășurat în două faze majore. Prima, planificată pentru anii 2040, va consta într-un accelerator de electroni și pozitroni.

Această etapă urmărește producerea și analiza unei cantități masive de bosoni Higgs, cu scopul de a aprofunda înțelegerea acestei particule cheie a Modelului Standard.

De asemenea, va permite studierea cu o precizie fără precedent a quarcurilor electroslabe și top, precum și a altor interacțiuni fundamentale. Într

-o a doua etapă, în jurul anilor 2080, FCC se va transforma într-un accelerator de protoni și protoni, capabil să atingă energii de 100 teraelectronvolți (TeV), adică de șapte ori mai mult decât LHC.

Acest accelerator revoluționar va permite recrearea condițiilor din Univers la doar câteva fracțiuni de secundă după Big Bang. Obiectivul său principal va fi explorarea necunoscutului: originea materiei negre, existența unor noi particule și limitele Modelului Standard.

Din punct de vedere tehnic, implementarea FCC se anunță o provocare de proporții. Va necesita dezvoltarea unor magneți supraconductori de nouă generație, capabili să genereze câmpuri magnetice extreme pentru a ghida particulele la viteze apropiate de cea a luminii.

Impactul său asupra mediului și fezabilitatea proiectului au fost analizate în peste 100 de scenarii de studiu, toate cu scopul de a identifica locația optimă și cele mai bune condiții de construcție.

Dar înainte de a ridica vălul de pe aceste mistere profunde, va fi necesar să fie depășite obstacole titanice.

Este vorba despre săparea unui tunel de 91 de kilometri, despre conceperea unor magneți supraconductori mult mai puternici, despre asigurarea unor parteneriate internaționale solide… și, mai presus de toate, despre o decizie politică crucială: vor finanța Europa și partenerii săi această mașinărie a viitorului?

Consiliul CERN se va reuni în 2025 pentru a examina concluziile studiului de fezabilitate, iar decizia finală privind viitorul FCC va fi luată în anul 2028.