これはより大きな粒子加速器の適切な時期。しかし、スイスのジュネーブに本拠を置くヨーロッパの物理学センターであるCERNには、大きな計画があります。現在世界最大の素粒子衝突型加速器を運用している世界最大の素粒子物理学施設は、本日の記者会見と発表で明らかにされたように、さらに大きな機械を構築することを目指していると発表しました。
それで、 CERNは、周囲100 km（60マイル強）のリング状トンネルでホストされるFuture Circular Collider（FCC）の計画の最初のステップを進めたいと判断しました。この機械は、最終的に100テラ電子ボルトの衝突エネルギーに達する可能性があります。これは、現在稼働中の大型ハドロン衝突型加速器（LHC）の衝突エネルギーの約6倍です。これまでにない高エネルギーに到達することで、新しい衝突型加速器は物質の構造をこれまでで最も深く調べることができ、新しい粒子を見つける可能性を提供します。
完全なビジョンが実現するかどうかはまだ不明です。しかし、CERNは、組織がFCCへの道の最初の一歩を踏み出すことが「優先度が高い」と発表しました。トンネルに適した場所を見つけ、LHCと同様のエネルギーで電子と陽子を衝突させる機械を構築することです。 （ただし、陽子に陽子を使用します）CERNが陽子間の高エネルギー衝突に進むかどうかの決定は、さらに数年の研究と検討の後にのみ行われます。
この最初のステップもダビングされています。 「ヒッグスファクトリー」は、ヒッグスボソンを大量に生成するように特別に設計されているためです。 2012年にCERNで発見されたヒッグス粒子は、素粒子物理学の標準模型で最後に欠落した粒子でした。新しい機械では、素粒子物理学者はその特性と、以前に発見されたいくつかの粒子の特性をより詳細に測定したいと考えています。 （日本はCERNのヒッグス工場と同様の目的でリニアコライダーの建設を検討しているが、そのアイデアに取り組んでいる委員会は昨年の報告書で決定的な決定を下さなかった。中国は範囲とサイズがCERNの完全なFCC計画と同様の円形コライダーを検討している、しかし決定は来年まで期待されていません。）
しかし、CERNの計画が完全に実行された場合、数百億ドルの費用がかかります。 CERNが提案する予算見積もりには通常、運営費が含まれていないため、正確な数値は入手できません。大型ハドロン衝突型加速器のランニングコストを考慮すると、新しい衝突型加速器のこれらのコストは、おそらく年間少なくとも10億ドルになるでしょう。 20年以上稼働する可能性のある施設の場合、これは建設費に匹敵します。
これらは間違いなく目を見張るような数字です。確かに、粒子衝突型加速器は現在、存在する中で最も高価な物理実験です。彼らの値札は、次に最も高価なタイプの実験である衛星ミッションの望遠鏡よりも高いです。
コストが非常に高い主な理由は、1990年代以降、増分しかなかったためです。コライダー技術の改善。結果として、今日、より高いエネルギーに到達する唯一の方法は、より大きな機械を作ることです。粒子衝突型加速器を非常に高価なものにしているのは、物理的なサイズ（長いトンネル、それを満たすために必要な多くの磁石、そしてそれを行うために必要なすべての人）です。
しかし、これらの衝突型加速器のコストは膨らんだ、それらの関連性は低下しました。物理学者が1940年代に衝突型加速器を作り始めたとき、彼らは素粒子の完全な目録を持っていなかった、そして彼らはそれを知っていた。新しい測定により新しいパズルが生まれ、2012年に全体像が完成するまで、より大きな衝突型加速器が構築されました。標準モデルにはまだいくつかのルーズエンドがありますが、それらを実験的にテストするには、FCCでさえテストできるエネルギーよりも少なくとも100億倍高いエネルギーが必要になります。したがって、次に大きな衝突型加速器の科学的事例は現在スリムです。
もちろん、次に大きな衝突型加速器が画期的な発見をする可能性があります。一部の物理学者は、たとえば、暗黒物質や暗黒エネルギーの性質についての手がかりを提供できることを望んでいます。
はい、期待できます。しかし、暗黒物質または暗黒エネルギーを構成する粒子が新しいデバイスのエネルギー範囲に現れる理由はありません。そして、それはそれらがそもそも粒子であると仮定しており、その証拠はありません。さらに、それらが粒子であっても、非常にエネルギーの高い衝突はそれらを探すための最良の方法ではないかもしれません。たとえば、小さな質量を持つ弱く相互作用する粒子は、大きな衝突型加速器で探すものではありません。
また、高精度の測定など、はるかに少ないコストでブレークスルーにつながる可能性のあるまったく異なるタイプの実験があります。低エネルギーで、または量子状態のオブジェクトの質量を増やします。より高いエネルギーに行くことは、物理学の基礎を進歩させる唯一の方法ではありません。これは最も高価なものです。
この状況では、素粒子物理学者は、衝突型加速器を妥当な価格帯に戻し、トンネルの掘削を延期できる新しい技術の開発に集中する必要があります。地平線上で最も有望な技術は、粒子を加速するために必要な距離を劇的に短縮し、衝突型加速器のサイズを縮小できる新しいタイプの「ウェイクフィールド」加速です。もう1つの画期的な技術は、室温の超伝導体です。衝突型加速器が依存する強力な磁石をより効率的で手頃な価格にします。
これらの新しいテクノロジーを調べることもCERNの優先事項のひとつです。しかし、戦略の更新が明らかにするように、粒子物理学者は新しい現実に目覚めていません。より大きな粒子衝突型加速器はそのコースを実行しました。今日では科学的な投資収益率はほとんどなく、同時に社会的関連性もほとんどありません。大規模な科学プロジェクトは一般に教育とインフラストラクチャに利益をもたらす傾向がありますが、これは粒子衝突型加速器に固有のものではありません。これらの副作用は私たちが本当に興味を持っているものです。それなら、少なくとも社会的関連性のある科学研究にお金を投入する必要があります。
なぜ、fまたは、たとえば、気候予測のための国際センターはまだありません。現在の見積もりでは、10年間で10億ドルの費用しかかかりません。これは素粒子物理学が吸い上げるものと比較してピーナッツですが、はるかに重要です。または、なぜ最近、エピデミックモデリングのセンターがないのか疑問に思われたかもしれません。
慣性に基づいて科学資金が多すぎるためです。過去1世紀で、素粒子物理学は大きく、非常に影響力があり、つながりのあるコミュニティに成長しました。彼らは可能な限り大きな粒子コライダーを作り続けます。それが理にかなっているかどうかにかかわらず、素粒子物理学者が行うことだからです。
社会が大規模な科学プロジェクトに資金を提供するためにもっと賢明なアプローチをとる時が来ました。彼らが以前にお金を与えた人々にお金を与え続けるよりも。ヒッグス粒子の質量の次の桁を測定するよりも大きな問題があります。