CERN이 제안한 170억 달러 규모의 입자 가속기는 새로운 입자와 물리적 힘을 찾고, 암흑 물질과 에너지를 해독할 것입니다.
LHC와 비교한 FCC의 크기. 사진: CERN
CERN(유럽 원자핵 연구 기구)의 연구원들은 새로운, 더 큰 입자 가속기를 건설할 것을 제안했습니다. Live Science는 2월 10일, 170억 달러 규모의 미래 원형 충돌기(FCC)의 길이가 91km에 달할 것이라고 보도했습니다. 이는 제네바 근처 CERN에 있는 기존 대형 강입자 충돌기(LHC)의 길이 27km보다 훨씬 긴 수치입니다.
물리학자들은 FCC의 증가된 크기와 성능을 이용하여 우주의 가장 작은 부분이 어떻게 작동하는지 설명하는 현재 가장 뛰어난 이론인 입자 물리학의 표준 모형의 한계를 탐구하고자 합니다. 연구팀은 더 높은 에너지(LHC의 14테라 전자볼트에 비해 100테라 전자볼트)의 입자를 충돌시킴으로써 알려지지 않은 입자와 힘을 찾고, 물질이 반물질보다 무거운 이유를 알아내고, 우주의 95%를 구성하는 것으로 여겨지는 두 가지 보이지 않는 실체인 물질과 암흑 에너지의 본질을 조사하고자 합니다.
CERN의 사무총장인 파비올라 지아노티는 "FCC는 물리와 자연의 기본 법칙에 대한 우리의 이해를 높이는 데 훌륭한 도구가 될 뿐만 아니라"라고 말했습니다. "또한 극저온학부터 초전도 자석, 진공 기술, 검출기, 계측 연구 등 지역 사회에 큰 영향을 미치고 많은 사회경제적 혜택을 가져올 수 있는 기술 등 더욱 진보된 기술이 필요하기 때문에 혁신의 원동력이 됩니다."
LHC와 같은 입자가속기는 새로운 입자나 힘의 증거가 될 수 있는 희귀한 붕괴 생성물을 찾는 동시에 양성자를 거의 빛의 속도로 충돌시킵니다. 이는 물리학자들이 우주의 가장 기본적인 구성 요소에 대한 이해와 그것들이 물리학의 표준 모형에서 설명한 대로 상호 작용하는 방식을 테스트하는 데 도움이 됩니다.
표준 모형 덕분에 과학자들은 2012년 LHC에서 발견된 히그스 보손의 존재 등 많은 놀라운 예측을 할 수 있었지만, 물리학자들은 아직 만족하지 못하고 표준 모형을 능가하는 새로운 물리적 모형을 끊임없이 찾고 있습니다. 이 모델은 오늘날 사용할 수 있는 가장 포괄적인 모델이지만, 중력이 어디에서 발생하는지, 암흑 물질은 무엇으로 만들어졌는지, 우주에 물질이 반물질보다 많은 이유를 완전히 설명하는 데는 여전히 몇 가지 큰 허점이 있습니다.
이러한 문제를 해결하기 위해 CERN의 물리학자들은 FCC보다 7배 더 높은 빔 에너지를 사용해 입자를 더 빠른 속도로 가속할 예정입니다. 비록 유망한 진전이기는 하지만, 이 탐지기는 아직 제작되지 않았습니다. CERN이 제안한 제안은 내년에 완료될 예정인 예비 타당성 조사의 일부입니다.
CERN은 유럽연합 회원국 18개국과 스위스, 노르웨이, 세르비아, 이스라엘, 영국이 운영하는 기관으로, 프로젝트가 완료되고 탐지기 설치 계획이 진행되면 다른 국가에서도 추가 자금 지원을 요청할 예정입니다.
회원국들은 2028년에 회의를 열어 이 프로젝트를 승인할지 여부를 결정할 예정이다. 그러면 전자와 반입자인 양전자를 충돌시키는 기계의 첫 번째 단계가 2045년에 온라인 상태가 될 것입니다. 마지막으로, 2070년대에는 FCC가 양성자를 서로 충돌시키는 작업을 시작할 것입니다.
안캉 ( Live Science 에 따르면)
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