新しい原子破壊装置は世界最大'となる

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世界最大の原子破壊装置である大型ハドロン衝突型加速器（LHC）での実験が、ヒッグス粒子として知られる謎の素粒子の存在を確認してから7年、物理学者はさらに大きな加速器を建設する計画を立案しています。

未来の円形加速器（FCC）は、LHCの4倍大きく、最大10倍強力になると、欧州原子核研究機構（フランス語の頭文字で知られるCERN）は火曜日に報告書で発表しました。 23の加盟国からなる国際コンソーシアムであるCERNは、大型ハドロン衝突型加速器を運営しており、FCCも同様に運営する予定です。

「FCC概念設計レポートは驚くべき成果だ」とCERN事務局長のFabiola Gianotti氏は声明の中で述べています。 「それは、基礎物理学の知識を向上させ、社会に幅広い影響を与える多くの技術を進歩させる、FCCの途方もない可能性を示しています」

スイスとフランスの国境に沿ってLHCの近くに建設される新しいコライダーは、CERNによると、物質と宇宙に関する科学者の理解を大幅に拡大することになります。 プロジェクトが計画通りに進めば、今世紀半ばまでに、科学者は新しい衝突型加速器を使用して、新しい素粒子を探索することができるかもしれません」

Image:
A tunnel interior of a particle collider.CERN

新コライダーに関する計画は、世界中の 150 の機関から 1,000 人以上の科学者によって開発され、複数の研究所と周囲 100 km (62 マイル) の円形トンネルから成る 240 億ドルの施設を建設する多国間協力が必要とされています。

この計画は、CERN の運営評議会が計画を進めるかどうかを決定する前に、科学者の国際委員会によって審査されます。

小さな粒子、大きな機械

宇宙を構成する粒子は小さいですが、それらを研究するために必要な機械は大きくなければなりません。 巨大な衝突型加速器だけが、最も小さなスケールで物質を調査するのに必要な巨大なエネルギーを作り出すことができます。 衝突型加速器は陽子、電子、その他の粒子を光速に近い速度まで加速し、互いにぶつけ合って、その破片の中から未知の粒子を発見しようとするものである。

2012年にヒッグス粒子が発見された後、LHCで働く物理学者たちは、その後の実験によって「新しい物理」のヒントが得られるかもしれない、つまり、宇宙のすべてを構成する物質についての現在の理解を表す、いわゆる物理学の標準モデルの一部ではない、これまで知られていなかった粒子が明らかになるかもしれないと期待していましたが、それは起こりませんでした。 しかし、科学者たちは、Future Circular Collider のような大きな加速器が、LHC ができなかったことに成功するかもしれないと希望を持っています。

Artistic impression of a collision event at the center of a future detector.CERN

「1世紀にわたり、エネルギーを増やし続ける粒子加速器は、宇宙とその中のすべての基本構成要素に関する理解の最前線を押し進めてきました」と、クリーブランドのケース ウェスタン リザーブ大学の物理学者、グレン スタークは電子メールでNBC News MACHに語っています。 「その靄を分けるには、大胆なビジョンと決意が必要です」

Worth the cost?

他の科学者は、巨大な新しい衝突型加速器の必要性について懐疑的です。

「現在わかっていることを考えると、それは良い投資ではないでしょう」ドイツのフランクフルト高等研究所で理論物理学者である Sabine Hossenfelder はメールでそう述べています。 「もちろん、運が良ければ何か新しいものを発見できるかもしれません。 しかし、不確実性を考えると、科学者はより大きな望遠鏡や核融合技術、人工知能の研究に投資したほうが得策かもしれないと彼女は述べています。

物理学者で、英国の元最高科学顧問のデビッド・キングも、同様の疑念を表明しました。 「私たちはどこかで線を引かなければなりません。 さもなければ、赤道を一周するほど巨大な衝突型加速器になってしまう」と、彼は BBC に語った。 「6285>

しかし、提案されている衝突型加速器のような大きなプロジェクトの推進を支持する人々は、基礎科学はしばしば、科学的発見だけでなく実用的な利益をもたらすと指摘します。 また、この記事を読むことを可能にしているコンピュータネットワークであるワールドワイドウェブは、1980年代後半にCERNで働いていたイギリスの科学者、ティム・バーナーズ-リーによって発明されました。

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