Die Maschine ist dreimal größer als der größte Teilchenbeschleuniger der Welt.

[Anzeige_1]

Der von CERN vorgeschlagene 17 Milliarden Dollar teure Teilchenbeschleuniger soll nach neuen Teilchen und physikalischen Kräften suchen und dunkle Materie und Energie entschlüsseln.

Größe des FCC im Vergleich zum LHC. Foto: CERN — Größe des FCC im Vergleich zum LHC. Foto: *CERN*

Forscher der CERN (Europäische Organisation für Kernforschung) schlagen den Bau eines neuen, größeren Teilchenbeschleunigers vor. Der 17 Milliarden Dollar teure Future Circular Collider (FCC) wird 91 Kilometer lang sein und damit seinen Vorgänger, den 27 Kilometer langen Large Hadron Collider (LHC) am CERN in der Nähe von Genf, bei weitem übertreffen, berichtete Live Science am 10. Februar.

Physiker möchten die größere Größe und Leistung des FCC nutzen, um die Grenzen des Standardmodells der Teilchenphysik auszuloten, der derzeit besten Theorie, die beschreibt, wie die kleinsten Teile des Universums funktionieren. Durch die Kollision von Teilchen bei höheren Energien (100 Teraelektronenvolt im Vergleich zu 14 beim LHC) hofft das Team, unbekannte Teilchen und Kräfte zu finden, herauszufinden, warum Materie schwerer ist als Antimaterie, und die Natur von Materie und dunkler Energie zu erforschen, zwei unsichtbaren Einheiten, von denen angenommen wird, dass sie 95 % des Universums ausmachen.

„Das FCC wird nicht nur ein wunderbares Instrument sein, um unser Verständnis der grundlegenden Gesetze der Physik und Natur zu verbessern“, sagte Fabiola Gianotti, Generaldirektorin des CERN. „Sie ist außerdem eine treibende Kraft für Innovationen, denn wir werden fortschrittlichere Technologien brauchen, von der Kryotechnik bis hin zu supraleitenden Magneten, Vakuumtechnologie, Detektoren, Instrumentenforschung – Technologien, die das Potenzial haben, enorme Auswirkungen auf die Gesellschaft zu haben und viele sozioökonomische Vorteile mit sich zu bringen.“

Teilchenbeschleuniger wie der LHC lassen Protonen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit aufeinanderprallen und suchen dabei nach seltenen Zerfallsprodukten, die Hinweise auf neue Teilchen oder Kräfte liefern könnten. Dies hilft Physikern, ihr Verständnis der grundlegendsten Bausteine des Universums und ihrer Wechselwirkungen zu testen, wie sie im Standardmodell der Physik beschrieben werden.

Obwohl das Standardmodell es den Wissenschaftlern ermöglicht hat, viele bemerkenswerte Vorhersagen zu treffen, wie beispielsweise die Existenz des Higgs-Bosons, das 2012 vom LHC entdeckt wurde, sind die Physiker noch immer nicht zufrieden und suchen ständig nach neuen physikalischen Modellen, die es übertreffen können. Obwohl es sich hierbei um das umfassendste Modell handelt, das heute verfügbar ist, weist es noch immer mehrere große Lücken auf, die eine vollständige Erklärung der Entstehung der Schwerkraft, der Zusammensetzung der dunklen Materie oder der Frage, warum es im Universum mehr Materie als Antimaterie gibt, verhindern.

Um diese Probleme zu lösen, werden Physiker am CERN siebenmal höhere Strahlenergien als die des FCC verwenden, um Teilchen auf höhere Geschwindigkeiten zu beschleunigen. Obwohl es sich um einen vielversprechenden Fortschritt handelt, muss der Detektor noch gebaut werden. Der vom CERN vorgelegte Vorschlag ist Teil einer vorläufigen Machbarkeitsstudie, die nächstes Jahr abgeschlossen werden soll.

Sobald die Arbeiten abgeschlossen sind und die Planungen für den Detektor voranschreiten, wird sich CERN, das von 18 Mitgliedsstaaten der Europäischen Union sowie der Schweiz, Norwegen, Serbien, Israel und Großbritannien betrieben wird, bei anderen Ländern um zusätzliche Mittel für das Projekt bemühen.

Die Mitgliedstaaten werden im Jahr 2028 zusammenkommen, um über die Genehmigung des Projekts zu entscheiden. Anschließend wird im Jahr 2045 die erste Stufe der Maschine in Betrieb genommen, bei der Elektronen mit ihren Antiteilchen, den Positronen, kollidieren. In den 2070er Jahren wird das FCC schließlich damit beginnen, Protonen miteinander kollidieren zu lassen.

An Khang (laut Live Science )

[Anzeige_2]
Quellenlink