더 큰 입자 가속기를위한 적시. 그러나 스위스 제네바에있는 유럽 물리학 센터 인 CERN은 큰 계획을 가지고 있습니다. 현재 세계에서 가장 큰 입자 충돌기를 운영하고있는 세계에서 가장 큰 입자 물리학 시설은 기자 회견에서 공개되고 오늘 발표 된대로 더 큰 기계를 만드는 것을 목표로한다고 발표했습니다.
그것을 통해, CERN은 원주 100km 또는 60 마일이 약간 넘는 고리 모양의 터널에서 호스팅되는 미래 원형 충돌기 (FCC) 계획의 첫 단계를 진행하기로 결정했습니다. 이 기계는 궁극적으로 현재 작동중인 LHC (Large Hadron Collider)의 충돌 에너지의 약 6 배인 100 테라 전자 볼트의 충돌 에너지에 도달 할 수 있습니다. 전례없는 높은 에너지에 도달함으로써 새로운 충돌체는 물질의 구조를 가장 깊이 들여다보고 새로운 입자를 찾을 수있는 가능성을 제공 할 것입니다.
전체 비전이 존재할지 여부는 아직 명확하지 않습니다. 그러나 CERN은 조직이 FCC로가는 첫 걸음을 내딛는 것이 “우선 순위”라고 발표했습니다. 터널에 적합한 위치를 찾고 LHC와 유사한 에너지에서 전자와 양전자를 충돌시키는 기계를 만드는 것입니다. (그러나 양성자에 양성자를 사용합니다.) CERN이 양성자 사이의 고 에너지 충돌로 나아갈 것인지 여부는 몇 년 더 연구하고 숙고 한 후에야 결정됩니다.
이 첫 번째 단계도 더빙되었습니다. “Higgs 공장”은 대량의 Higgs boson을 생산하도록 특별히 설계 되었기 때문입니다. 2012 년 CERN에서 발견 된 Higgs boson은 입자 물리학 표준 모델에서 마지막 누락 된 입자였습니다. 새로운 기계를 사용하여 입자 물리학 자들은 그 특성과 이전에 발견 된 일부 입자의 특성을보다 자세히 측정하고자합니다. (일본은 CERN의 Higgs 공장과 비슷한 목적을 가진 선형 충돌기 구축을 고려하고 있지만 아이디어를 연구하는위원회는 작년 보고서에서 명확한 결정을 내리지 않았습니다. 중국은 CERN의 전체 FCC 계획과 범위 및 크기가 유사한 원형 충돌기를 고려하고 있습니다. 하지만 결정은 내년까지 예상되지 않습니다.)
그러나 CERN의 계획이 완전히 실행되면 수백억 달러가들 것입니다. CERN이 제시 한 예산 견적에는 일반적으로 운영 비용이 포함되지 않기 때문에 정확한 수치를 사용할 수 없습니다. 대형 Hadron Collider의 운영 비용을 고려할 때 새로운 충돌기의 비용은 연간 최소 10 억 달러에이를 것입니다. 20 년 이상 운영 될 수있는 시설의 경우 이는 건설 비용과 비슷합니다.
이것은 의심 할 여지없이 눈에 띄는 수치입니다. 실제로 입자 충돌기는 현재 현존하는 가장 비싼 물리 실험입니다. 가격표는 그 다음으로 가장 비싼 실험 유형 인 위성 임무에 사용되는 망원경보다 더 높습니다.
비용이 너무 높은 주된 이유는 1990 년대 이후로만 증가했기 때문입니다. 충돌체 기술의 개선. 결과적으로 오늘날 더 높은 에너지에 도달하는 유일한 방법은 더 큰 기계를 만드는 것입니다. 긴 터널,이를 채우는 데 필요한 많은 자석,이를 수행하는 데 필요한 모든 사람들과 같은 물리적 크기 때문에 입자 충돌기가 매우 비쌉니다.
그러나 이러한 충돌기의 비용은 부풀어 오르고 관련성이 떨어졌습니다. 물리학 자들이 1940 년대에 충돌체를 만들기 시작했을 때, 그들은 기본 입자의 완전한 목록을 가지고 있지 않았고 그것을 알고있었습니다. 새로운 측정은 새로운 퍼즐을 불러 일으켰고 2012 년에 그림이 완성 될 때까지 더 큰 충돌체를 만들었습니다. 표준 모델에는 여전히 약간의 느슨한 끝이 있지만 실험적으로 테스트하려면 FCC가 테스트 할 수있는 것보다 최소 100 억 배 더 높은 에너지가 필요합니다. 따라서 다음으로 큰 충돌체에 대한 과학적 사례는 현재 슬림합니다.
물론, 다음으로 큰 충돌체가 획기적인 발견을 할 수 있습니다. 예를 들어 일부 물리학 자들은 암흑 물질이나 암흑 에너지의 본질에 대한 단서를 제공 할 수 있기를 희망합니다.
예, 희망 할 수 있습니다. 그러나 암흑 물질이나 암흑 에너지를 구성하는 입자가 새 장치의 에너지 범위에 나타날 이유가 없습니다. 그리고 그것은 증거가없는 입자라고 가정합니다. 입자라고하더라도 매우 정력적인 충돌은이를 찾는 가장 좋은 방법이 아닐 수 있습니다. 예를 들어, 작은 질량을 가진 약하게 상호 작용하는 입자는 큰 충돌체로 찾는 것이 아닙니다.
그리고 고정밀 측정과 같이 훨씬 더 적은 비용으로 돌파구를 가져올 수있는 완전히 다른 유형의 실험이 있습니다. 낮은 에너지에서 또는 양자 상태에서 물체의 질량을 증가시킵니다.더 높은 에너지로가는 것이 물리학의 기초를 발전시키는 유일한 방법은 아닙니다. 이 상황에서 입자 물리학 자들은 충돌기를 합리적인 가격 범위로 되돌리고 더 많은 터널을 파는 것을 막을 수있는 새로운 기술을 개발하는 데 집중해야합니다.
가장 유망한 기술은 입자의 속도를 높이는 데 필요한 거리를 극적으로 줄여 충돌체의 크기를 줄일 수있는 새로운 유형의 “웨이크 필드”가속입니다. 또 다른 획기적인 기술은 실온 초전도체가 될 수 있습니다. 충돌체가 더 효율적이고 저렴하게 사용하는 강력한 자석을 만드세요.
이 새로운 기술을 조사하는 것도 CERN의 우선 순위 중 하나입니다.하지만 전략 업데이트에서 밝혀진 바와 같이 입자 물리학 자들은 새로운 현실에 눈을 뜨지 않았습니다. 더 큰 입자 충돌기가 그 과정을 진행했습니다. 오늘날 과학적 투자 수익이 거의없고 동시에 사회적 관련성이 거의 없습니다. 대규모 과학 프로젝트는 일반적으로 교육 및 인프라에 도움이되는 경향이 있지만 이는 입자 충돌기에만 국한되지 않습니다. 이러한 부작용은 우리가 정말로 관심을 갖고있는 것입니다. 그러면 적어도 사회적 관련성이있는 과학 연구에 돈을 투자해야합니다.
왜, f 또는 예를 들어, 우리는 기후 예측을위한 국제 센터를 아직 가지고 있지 않습니까? 현재 추정에 따르면 10 년에 걸쳐 “단지”10 억 달러가 소요될 것입니다. 그것은 입자 물리학이 빨아들이는 것과 비교할 때 땅콩이지만 훨씬 더 중요합니다. 아니면 최근에 왜 우리에게 유행병 모델링 센터가 없는지 궁금 하셨을 것입니다.
관성에 따라 너무 많은 과학 자금이 배분 되었기 때문입니다. 지난 세기에 입자 물리학은 크고 영향력 있고 잘 연결된 커뮤니티로 성장했습니다. 그들은 가능한 한 더 큰 입자 충돌기를 계속 만들 것입니다. 왜냐하면 그게 말이 되든 말든 입자 물리학 자들이하는 일이기 때문입니다.
사회가 대규모 과학 프로젝트에 자금을 지원하기 위해 더 계몽적인 접근 방식을 취할 때입니다. 이전에 돈을 준 사람들에게 계속해서 돈을주는 것보다. Higgs boson의 질량에서 다음 자리를 측정하는 것보다 더 큰 문제가 있습니다.