CERN начинает подготовку к сооружению огромного коллайдера следующего поколения

Большой Адронный Коллайдер (БАК), самый мощный ускоритель частиц на сегодняшний день, является поистине грандиозным инженерным сооружением, его кольцевой туннель основного ускорителя, имеющий длину чуть меньше 27 километров, наполнен сложнейшим управляющим оборудованием и массой научных приборов. На проектирование комплекса БАК было потрачено 25 лет, а его сооружение заняло 10 лет времени. Но уже сейчас ученые из Европейской организации ядерных исследований CERN понимают, что через некоторое время возможностей БАК перестанет хватать для проведения глубоких фундаментальных исследований, для этого потребуется уже нечто новое и еще более мощное.

Реализуя свои планы по созданию коллайдера нового поколения Future Circular Collider, который будет иметь в три раза больший размер, чем размер БАК, руководство CERN привлекло международную проектную компанию Arup, которая вскоре приступит к созданию всеобъемлющего проекта будущего сооружения. Специалисты компании Arup не сразу приступят к разработке проекта туннеля ускорителя и сопутствующей инфраструктуры, сначала будет разработан специализированный программный комплекс, который позволит смоделировать весь проект целиком с учетом даже самых мелких деталей.

Новый программный комплекс будет динамическим GIS-приложением (geographic information system), базирующимся на веб-архитектуре, в котором будут учитываться множество параметров, от геологических особенностей места строительства до экономических показателей различного плана. "Мы сейчас рассматриваем несколько вариантов расположения туннелей нового ускорителя, длина которых составит от 80 до 100 километров" - пишут в официальном заявлении представители компании Arup, - "Простыми экспертными методами правильный выбор сделать практически невозможно, только сложное программное обеспечение позволит произвести комплексный анализ всех имеющихся данных и выбрать наиболее подходящее для строительства место".

Согласно предварительным данным, ученые рассчитывают на сооружение туннеля, длиной в 100 километров. Эта задача кажется достаточно простой на первый взгляд, но это на самом деле совсем не так, ведь строителям потребуется прокопать абсолютно идеальный круг.

Весь трек, в котором будет происходить разгон частиц, должен охлаждаться до температуры менее двух градусов выше абсолютного нуля. На треке ускорителя будут располагаться 1232 дипольных магнита, длиной по 15 метров каждый, магнитные поля которых будут изгибать луч разгоняемых частиц, направляя его по круговой траектории. Также на треке будут находиться 392 четырехполюсных магнита, длиной по 7 метров, которые будут служить для фокусировки луча частиц. Все это нужно для того, чтобы обеспечить точное столкновение двух лучей частиц, движущихся в противоположных направлениях, и это походит на стрельбу с расстояния в 10 километров двумя иголками, которые должны столкнуться точно своими остриями.


Благодаря возможностям будущего ускорителя ученые получат возможность "использовать своего рода "микроскоп" с разрешающей способностью от 10 до 20 метров для исследований взаимодействий кварков с глюонами, проведения исследований в области изучения материи и других фундаментальных областях".

В настоящее время начинаются первые после двухлетнего перерыва запуски Большого Адронного Коллайдера, который после обширной модернизации получил массу новых возможностей. В настоящее время руководство CERN имеет целый ряд планов по дальнейшему использованию БАК. Но через десятилетие-другое все, даже потенциальные возможности БАК будут полностью исчерпаны, и тогда на арену выйдет новый коллайдер Future Circular Collider, благодаря чему наука продолжит неуклонно продвигаться вперед.