Володарі Кільця: майбутній кільцевий колайдер допоможе нам розгледіти Божий задум?

Це вкрай важлива подія для українських вчених, яка знаменує їх готовність та зацікавленість приймати участь у майбутніх експериментах з фізики високих енергій в ЦЕРН (CERN - Європе́йська організація з я́дерних дослі́джень).

За словами відомого британського фізика-теоретика Стівена Гокінга,

у точці Великого вибуху та в інших сингулярностях порушуються всі закони, а тому за Богом зберігається повна свобода у виборі того, що відбувалося в них і яким був початок Всесвіту.

Богу - Богово, проте Людина ніколи не перестане прагнути пізнати Його задум і промисел!

ДОВІДКА «Громади»

Майбутній кільцевий колайдер (англ. Future Circular Collider, FCC) — проєкт розробки прискорювача заряджених частинок, що зможе замінити Великий адронний колайдер.

Розробляється CERN разом зі 150-ма університетами.

FCC знаходитиметься у кільцевому підземному тунелі довжиною 100 км, що пролягатиме на території Швейцарії та Франції.

Конструкційно цей прискорювач буде циклічним колайдером, тобто два пучки заряджених частинок будуть багаторазово проганятися у ньому, прискорюючись та підвищуючи свою енергією, іноді зіштовхуючись у запланованих для цього місцях — детекторах.

Вартість проєкту - 16 мільярдів євро. Створення найдорожчого в світі приладу призначено виключно для наукових досліджень.

Як вважають нуковці, майбутній круговий колайдер може розкрити деякі таємниці Всесвіту.

Майбутній круговий колайдер, запропонований лабораторією ЦЕРН поблизу Женеви, може здатися надмірною вимогою для урядів, але розвинуте суспільство має бути готове заплатити за спроби розширити наші знання про Всесвіт, будь то атомні реактори чи космічні обсерваторії, такі як (майже такий же дорогий) телескоп Джеймса Вебба.

Нагадаємо, що нинішній 27-кілометровий Великий адронний колайдер (ВАК) ЦЕРН був побудований з однією основною метою: створити та охарактеризувати бозон Хіггса , довго шукану частинку, яка надає масу іншим компонентам Всесвіту.

ВАК тріумфально досяг цього в 2012 році, і з тих пір він просуває знання субатомної фізики, не потрапляючи в заголовки за межі наукової преси.

Відкриття бозона Хіггса породило нові запитання, зокрема:

• Яку роль відіграв бозон Хіггса під час Великого вибуху та як він вплинув на еволюцію Всесвіту?

• Чи може бозон Хіггса допомогти пояснити інші фундаментальні відкриті питання, на які Стандартна модель не може відповісти, включаючи темну матерію та надлишок матерії над антиматерією?

Фізики-ядерники кажуть, що те, що FCC може знайти, передбачити неможливо. Хоча енергія його субатомних зіткнень буде настільки вищою, ніж будь-які раніше досягнуті на Землі.

Фізики впевнені, що їхнє розуміння природи покращиться. Можливі відкриття включають природу таємничої темної матерії та темної енергії, які панують у Всесвіті. Можливо, навіть є підказки про те, як узгодити дві головні теорії фізики: теорію відносності та квантову механіку.

Цей процес призведе до практичних досягнень у таких галузях, як кріогеніка, надпровідність, магнітні технології та обчислювальна техніка.

Але обіцянка технологічних побічних ефектів є другорядним виправданням. Причина інвестування в FCC полягає в отриманні фундаментальних знань про те, як працює Всесвіт.

Це буде корисно в культурному чи філософському сенсі. Це також може окупитися практично в далекому майбутньому завдяки застосуванням, які ми не можемо передбачити сьогодні — так само, як технології 21-го століття в сферах від обчислювальної техніки до супутникової навігації залежать від розуміння квантової теорії та відносності, основи яких були закладені фізиками-новаторами майже століття тому.

Попередня ціна FCC у 16 ​​мільярдів євро включає будівництво свого підземного кільця, відповідної інфраструктури та чотирьох експериментальних станцій для відстеження безлічі частинок, які утворюються в результаті субатомних зіткнень.

Як і будь-які великі капітальні інвестиції, бюджет може перевищити початкові оцінки — і проведення експериментів коштуватиме на мільярди євро більше — але витрати будуть розподілені на багато років і розподілятимуться між багатьма країнами.

Незважаючи на те, що FCC буде ініціативою під керівництвом Європи, ЦЕРН розраховуватиме на значні внески з інших країн — зокрема США, а також Японії, Китаю, Індії та інших країн.

Його слід розглядати як глобальну співпрацю, вкрай необхідну в часи геополітичних потрясінь.

Задля техніко-економічного обґрунтування FCC створено глобальну робочу групу з повноваженнями залучати країни з давньою участю у програмах CERN і потенціалом суттєвого внеску в довгострокові наукові цілі проекту.

- Техніко-економічне обґрунтування досліджуватиме технічну та фінансову доцільність майбутнього адронного колайдера (FCC-hh) з енергією центру маси щонайменше 100 ТеВ і з електрон-позитронною фабрикою Хіггса та електрослабкою фабрикою (FCC-ee) як можливий перший етап, - пояснює директор Інституту сцинтиляційних матеріалів НАН України (Харків), академік НАНУ Бори Гриньов.

Техніко-економічне обґрунтування має на меті продемонструвати геологічну, технічну, екологічну та адміністративну доцільність будівництва тунелю та ділянок на поверхні.

Крім того, неформальний форум національних контактів дозволяє обмінюватися фізиками з різних країн і розвивати співпрацю в FCC.

Участь у підписанні Меморандуму з ЦЕРН з українського боку взяли 5 наукових установ та ЗВО, серед них:

• Київський національний університет імені Тараса Шевченка (ректор Володимир БУГРОВ);
• Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна (ректорка Тетяна КАГАНОВСЬКА);
• Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України (директор – Микола АЗАРЄНКОВ);
• Інститут теоретичної фізики ім. М.М. Боголюбова НАН України (директор – Сергій ПЕРЕПЕЛИЦЯ);
• Інститут сцинтиляційних матеріалів НАН України (директор – Борис ГРИНЬОВ).

Під час зустрічі у режимі онлайн  від ЦЕРН були присутні Емануель Тсесмеліс – керівник відділу зв’язків з асоційованими членами та державами, що не є членами, а також Майкл Бенедікт – один з фізиків-ідеологів майбутнього коллайдеру FCC.

Постійна співпраця з міжнародними дослідницькими центрами покращує продуктивність ключових технологій, таких як надпровідні радіочастотні резонатори та клістрони, а також магніти на основі нових високотемпературних надпровідників.

Розширення глобальної співпраці є необхідною умовою успіху, а зв’язки з індустрією високих технологій будуть важливими для подальшого просування впровадження FCC.

Згідно з проміжним звітом, проєкт FCC пов’язаний із створенням робочих місць приблизно на 800 000 людино-років, а наукова програма FCC-ee, за оцінками, створить загальний вплив на місцеву економіку понад 4 мільярди євро.

До речі, ласкаво просимо в Квантовий рік. Організація Об’єднаних Націй оголосила 2025 рік Міжнародним роком квантової науки та технологій , відзначаючи століття досліджень та інновацій у цій галузі.

Приблизний графік створення FCC:

• 2025 : завершення техніко-економічного обґрунтування FCC;
• 2027–2028 : рішення держав-членів CERN та міжнародних партнерів;
• 2030-ті роки : початок будівництва;
• Середина 2040-х : FCC-ee починає працювати та працює приблизно 15 років;

• 2070-ті роки : FCC-hh починає працювати та працює приблизно 25 років .

   

Для контексту, фізичне обґрунтування ВАК було зроблено в 1984 році; тоді знадобилося приблизно 10 років для затвердження проекту та 25 років для розробки та встановлення магнітів.

Читайте також:

Людина розумна і детонація війни: коли вчений стає Героєм. Топ наукових досягнень Харкова та України 2024 року