După câțiva ani de muncă intensă, CERN și alți parteneri internaționali au finalizat un studiu privind fezabilitatea construirii unui nou accelerator circular de particule (FCC). Raportul, care reflectă munca a peste o mie de fizicieni și ingineri din întreaga lume, oferă o imagine de ansamblu asupra diverselor aspecte legate de implementarea unui astfel de proiect.
FCC este un accelerator de particule cu o circumferință de aproximativ 91 de kilometri care i-ar putea succeda actualului accelerator principal al CERN – Large Hadron Collider (LHC) de 27 de kilometri – începând din 2040.
Motivația științifică a proiectului pornește de la descoperirea bosonului Higgs în 2012, dar și de la alte întrebări fundamentale nerezolvate din fizica particulelor.
Bosonul Higgs este cea mai simplă, dar totodată cea mai enigmatică particulă descoperită până acum, având proprietăți cu implicații profunde pentru înțelegerea Universului.
Raportul propune desfășurarea proiectului FCC în două etape, respectiv prin crearea unui accelerator electron–pozitron, care va funcționa ca o „fabrică de bosoni Higgs, interacțiuni electroslabe și quarcuri top”, la diferite energii. Ulterior, s-ar crea un accelerator proton–proton, cu o energie de coliziune fără precedent, de aproximativ 100 TeV (nivelul de energie la care particulele vor fi accelerate și apoi ciocnite între ele în viitorul accelerator FCC).
Aceste etape sunt în linie cu prioritățile stabilite în actualizarea din 2020 a Strategiei Europene pentru Fizica Particulelor.
Costuri semnificative
Raportul abordează o gamă largă de aspecte, de la obiectivele științifice, geologie, inginerie civilă, infrastructură tehnică, impact teritorial și de mediu, nevoi de cercetare și dezvoltare pentru acceleratoare și detectoare, până la beneficii socio-economice și costuri.
Costul estimat pentru construcția primei etape, cea cu electroni și pozitroni – incluzând tunelul și toată infrastructura – este de 15 miliarde de franci elvețieni.
Această investiție ar urma să fie distribuită pe o perioadă de aproximativ 12 ani, începând cu începutul anilor 2030. Finanțarea, în mare parte, ar proveni din bugetul anual existent al CERN.
CERN s-a angajat ca orice proiect viitor să fie un exemplu de infrastructură de cercetare sustenabilă, aplicând principii de ecodesign în toate etapele: de la proiectare, la construcție, operare și dezafectare.
Raportul detaliază măsurile menite să reducă impactul asupra mediului, în paralel cu dezvoltarea de tehnologii utile societății și colaborări regionale, cum ar fi reutilizarea energiei.
100 de scenarii posibile
Un aspect esențial al studiului a fost stabilirea traseului și amplasării acceleratorului și infrastructurii asociate.
Au fost analizate peste 100 de scenarii înainte de a alege varianta preferată: un inel cu o circumferință de 90,7 kilometri, situat la o adâncime medie de 200 de metri.
Pe tot parcursul studiului, CERN a colaborat îndeaproape cu cele două state gazdă – Franța și Elveția – și cu autoritățile locale, regionale și naționale.
Raportul nu implică nicio obligație pentru statele membre sau asociate CERN de a construi FCC.
Acesta va fi analizat de experți independenți și apoi prezentat Consiliului CERN într-o ședință dedicată care va avea loc în noiembrie 2025.
O decizie finală privind continuarea proiectului ar putea fi luată în jurul anului 2028.
Acceleratoarele de particule joacă un rol unic în explorarea universului. Ele conduc, totodată, la dezvoltarea de tehnologii de vârf cu impact în numeroase domenii – de la materiale supraconductoare folosite în medicină și cercetare pentru energie de fuziune, până la sisteme avansate de diagnosticare și tratament.
