De machine is drie keer groter dan de grootste deeltjesversneller ter wereld.

De door CERN voorgestelde deeltjesversneller van 17 miljard dollar zou naar nieuwe deeltjes en natuurkundige krachten moeten zoeken en donkere materie en energie moeten decoderen.

Grootte van FCC vergeleken met LHC. Foto: CERN — Grootte van FCC vergeleken met LHC. Foto: *CERN*

Onderzoekers van CERN (Europese Organisatie voor Nucleair Onderzoek) hebben voorgesteld een nieuwe, grotere deeltjesversneller te bouwen. De 17 miljard dollar kostende Future Circular Collider (FCC) zou 91 kilometer lang zijn, waarmee hij zijn voorganger, de 27 kilometer lange Large Hadron Collider (LHC), bij CERN, nabij Genève, in de schaduw stelt, meldde Live Science op 10 februari.

Natuurkundigen willen de grotere omvang en het grotere vermogen van de FCC gebruiken om de grenzen van het Standaardmodel van de deeltjesfysica te verkennen, de huidige beste theorie die beschrijft hoe de kleinste deeltjes in het heelal werken. Door deeltjes met hogere energieën (100 tera-elektronvolt vergeleken met 14 bij de LHC) op elkaar te laten botsen, hoopt het team onbekende deeltjes en krachten te vinden, te ontdekken waarom materie zwaarder is dan antimaterie, en de aard van materie en donkere energie te onderzoeken, twee onzichtbare entiteiten waarvan wordt aangenomen dat ze 95% van het heelal uitmaken.

"De FCC zal niet alleen een fantastisch instrument zijn om ons begrip van de fundamentele natuurwetten en de natuur te verbeteren", aldus Fabiola Gianotti, directeur-generaal van CERN. "Het zal ook een aanjager van innovatie zijn, omdat we geavanceerdere technologie nodig zullen hebben, van cryogene technologie tot supergeleidende magneten, vacuümtechnologie, detectoren, instrumentonderzoek; technologieën die de potentie hebben om een enorme impact op de samenleving te hebben en veel sociaaleconomische voordelen te bieden."

Deeltjesversnellers zoals de LHC botsen protonen met bijna de lichtsnelheid op elkaar, op zoek naar zeldzame vervalproducten die bewijs kunnen leveren voor nieuwe deeltjes of krachten. Dit helpt natuurkundigen hun begrip van de meest fundamentele bouwstenen van het heelal en hun interactie, zoals beschreven door het Standaardmodel van de natuurkunde, te testen.

Hoewel het Standaardmodel wetenschappers in staat heeft gesteld veel opmerkelijke voorspellingen te doen, zoals het bestaan van het higgsboson, ontdekt door de LHC in 2012, zijn natuurkundigen nog steeds niet tevreden en zijn ze voortdurend op zoek naar nieuwe natuurkundige modellen die het kunnen overtreffen. Hoewel het het meest complete model is dat er is, vertoont het nog steeds enkele grote tekortkomingen, waardoor het niet volledig kan verklaren waar zwaartekracht vandaan komt, waaruit donkere materie bestaat en waarom er meer materie dan antimaterie in het heelal is.

Om deze problemen op te lossen, zullen natuurkundigen van CERN stralingsenergieën gebruiken die zeven keer hoger zijn dan die van de FCC om deeltjes tot hogere snelheden te versnellen. Hoewel dit een veelbelovende stap voorwaarts is, is de detector nog niet gebouwd. Het voorstel van CERN maakt deel uit van een voorlopige haalbaarheidsstudie die volgend jaar afgerond moet worden.

Zodra het project is afgerond en er vooruitgang wordt geboekt met de plannen voor de detector, zal CERN, dat wordt geleid door 18 lidstaten van de Europese Unie plus Zwitserland, Noorwegen, Servië, Israël en Groot-Brittannië, bij andere landen om aanvullende financiering voor het project vragen.

De lidstaten komen in 2028 bijeen om te beslissen of het project wordt goedgekeurd. Daarna zal de eerste fase van de machine, die bestaat uit het verbrijzelen van elektronen met hun antideeltjes, positronen, in 2045 operationeel zijn. Ten slotte zal de FCC in de jaren 2070 beginnen met het botsen van protonen.

An Khang (volgens Live Science )

Bronlink