CERN이 제안한 170억 달러 규모의 입자 가속기는 새로운 입자와 물리적 힘을 탐색하고 암흑 물질과 에너지를 해독하는 데 사용될 예정이다.
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 길다는 의미입니다.
물리학자들은 FCC의 증가된 크기와 성능을 이용하여 우주의 가장 작은 부분이 어떻게 작동하는지 설명하는 현재 가장 뛰어난 이론인 입자 물리학의 표준 모형의 한계를 조사하고자 합니다. 연구팀은 더 높은 에너지(LHC의 14테라 전자볼트에 비해 100테라 전자볼트)의 입자를 충돌시켜 알려지지 않은 입자와 힘을 발견하고, 물질이 반물질보다 무거운 이유를 알아내고, 우주의 95%를 구성하는 것으로 여겨지는 두 가지 보이지 않는 존재인 물질과 암흑 에너지의 본질을 조사하고자 합니다.
CERN의 사무총장인 파비올라 지아노티는 "FCC는 물리와 자연의 기본 법칙에 대한 이해를 향상시키는 훌륭한 도구일 뿐만 아니라"라고 말했습니다. "또한 혁신의 원동력이기도 합니다. 저온학에서 초전도 자석, 진공 기술, 검출기, 계측 연구 등 지역 사회에 큰 영향을 미치고 많은 사회경제적 혜택을 가져올 수 있는 기술에 이르기까지 더욱 진보된 기술이 필요하기 때문입니다."
LHC와 같은 입자가속기는 거의 빛의 속도로 양성자를 충돌시키면서 새로운 입자나 힘의 증거가 될 수 있는 희귀한 붕괴 생성물을 찾습니다. 이는 물리학자들이 우주의 가장 기본적인 구성 요소에 대한 이해도를 시험하고, 물리학의 표준 모형에서 설명한 대로 그것들이 어떻게 상호 작용하는지 시험하는 데 도움이 됩니다.
표준 모형 덕분에 과학자들은 2012년 LHC에서 발견된 히그스 보존의 존재 등 많은 놀라운 예측을 할 수 있었지만, 물리학자들은 아직 만족하지 않고 표준 모형을 능가하는 새로운 물리적 모형을 끊임없이 찾고 있습니다. 이 모델은 오늘날 사용 가능한 모델 중에서 가장 포괄적이기는 하지만 중력이 어디에서 발생하는지, 암흑 물질은 무엇으로 만들어졌는지, 왜 우주에 물질이 반물질보다 많은지 등을 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 것입니다. 비록 유망한 진전이기는 하지만, 이 감지기는 아직 제작되지 않았습니다. CERN이 제안한 제안은 내년에 완료될 예정인 예비 타당성 조사의 일부입니다.
완료되면서 탐지기 건설 계획이 진행될 경우, 유럽연합 18개 회원국과 스위스, 노르웨이, 세르비아, 이스라엘, 영국이 운영하는 CERN은 다른 국가로부터 추가 자금 지원을 요청할 예정입니다.
회원국은 2028년에 회의를 열어 프로젝트를 승인할지 여부를 결정할 예정이다. 그러면 전자와 반입자인 양전자를 충돌시키는 기계의 첫 번째 단계가 2045년에 온라인에 오를 것입니다. 마지막으로, 2070년대에는 FCC가 양성자를 서로 충돌시키기 시작할 것입니다.
안 캉 ( Live Science 에 따르면)
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