Китай планирует построить огромный ускоритель частиц, в два раза больше и в семь раз мощнее Большого адронного коллайдера ЦЕРН. Как сообщает China Daily, новая установка будет способна производить миллионы частиц бозона Хиггса — намного больше, чем способен БАК, обнаруживший «частицу Бога» в 2012 году. Первая фаза строительства проекта запланирована на 2020-2025 годы.
Герард т’Хоофт, лауреат Нобелевской премии по физике 1999 года, ранее сообщал, что если предложенный коллайдер будет построен, «он привлечет сотни или даже тысячи ученых высшего уровня разных специализаций, от чистой теории до экспериментальной физики и инженерии, со всего мира в Китай».
Китайские ученые уже завершили первоначальный концептуальный проект гигантского ускорителя частиц, который будет больше и мощнее любого коллайдера на Земле.
«Мы недавно завершили первоначальный концептуальный проект и организовали международную экспертную оценку, и окончательный эскизный проект будет завершен к концу 2016 года», — рассказал Вонг Йифанг, директор Института физики высоких энергий Китайской академии наук, в эксклюзивном интервью China Daily.
Этот институт руководит основными проектами физики высоких энергий в Китае, вроде Пекинского электрон-позитронного коллайдера и эксперимента с реакторными нейтрино Дайя Бэй. Теперь ученые предлагают еще более амбициозный новый ускоритель, энергия которого будет в семь раз выше энергии Большого адронного коллайдера в Европе.
В июле 2012 года Европейская организация ядерных исследований, также известная как ЦЕРН, объявила, что обнаружила давно искомый бозон Хиггса — «частицу Бога», которая должна была ответить на важнейший вопрос, почему у других элементарных частиц есть масса, — на БАК. Это открытие считается одним из самых важных в физике на протяжении десятилетий. Ученые надеются, что оно поспособствует дальнейшему объяснению природы и вселенной, в которой мы живем.
В то время как БАК состоит из 27-километровой цепи ускорителей и детекторов, погребенных в 100 метрах под землей на границе Швейцарии и Франции, ученым удалось обнаружить только сотни бозонов Хиггса, чего недостаточно для изучения структуры и других особенностей этой частицы.
С окружностью в 50-100 километров, предложенный китайский ускоритель — «Циркулярный электрон-позитронный коллайдер», ЦЭПК — будет генерировать миллионы частиц бозона Хиггса, обеспечивая более точное понимание.
«Технический маршрут, который мы выбрали, отличается от БАК. В то время как БАК сталкивает протоны, он производит частицы Хиггса наряду со множеством других частиц, — говорит Вонг. — Предложенный ЦЭПК, однако, сталкивает электроны и позитроны, создавая чрезвычайно чистую среду, в которой будут производиться только бозоны Хиггса».
Фабрика по производству бозонов Хиггса — только первый шаг амбициозного плана. Во второй фазе проекта предусматривается строительство «суперпротон-протонного коллайдера», СППК — полностью модернизированной версии БАК.
БАК закрыли на модернизацию в начале 2013 года и перезапустили в июне с почти удвоенным уровнем энергии в 13 ТэВ. «БАК достиг предела своего энергетического уровня, кажется невозможной резкая эскалация энергии на существующей установке», — отмечает Вонг. Предложенный СППК станет 100 ТэВ-протон-протонным коллайдером.
Если все пойдет по плану, строительство первой фазы проекта ЦЭПК начнется между 2020 и 2025 годом, и вторая фаза последует в 2040-м.
«Китай привносит всей этой дискуссии определенный уровень новизны. Им понадобится помощь, но у них есть финансовые мышцы и амбиции, — говорит Нима Аркани Хамед из Института перспективных исследований в США, который присоединился к движению содействия ЦЭПК по всему миру.
Дэвид Гросс, американский физик и лауреат Нобелевской премии 2004 года, считает, что хотя стоимость проекта будет небывалой, его выгоды будут тоже отменными. «Китай может выйти на лидирующие позиции в важнейшей области передовой фундаментальной науки».