นักฟิสิกส์อภิปรายถึงโอกาสที่จะเป็นนักก่อการร้าย 100 TeV • Igor Ivanov •ข่าววิทยาศาสตร์เกี่ยวกับ "Elements" • LHC, CERN แผนการสำหรับอนาคต

นักฟิสิกส์อภิปรายเกี่ยวกับโอกาสของการชนกันของ 100 TeV

ตำแหน่งที่เป็นไปได้ของอุโมงค์ขนาด 80-100 กิโลเมตรสำหรับเครื่องก่อกำเนิดโปรตอน 100 เทอร์โบใหม่ซึ่งสามารถสร้างความสัมพันธ์ในระยะยาวสำหรับการพัฒนา CERN ได้ ภาพจาก press.web.cern.ch

วันอื่นที่ CERN และที่มหาวิทยาลัยเจนีวามีการจัดประชุมทางวิทยาศาสตร์สองครั้งเพื่อรองรับการชนกันในอนาคตที่มีพลังงานสูงมากถึง 100 TeV หนึ่งในนั้นดำเนินการภายใต้กรอบของโครงการที่เพิ่งเปิดตัวเมื่อเร็ว ๆ นี้ที่ CERN เพื่อศึกษาลักษณะทางเทคนิคของโครงการ colliders ของแหวนในอนาคต การประชุมอีกครั้งที่นำหน้ามันเน้นความเป็นไปได้ทางวิทยาศาสตร์ที่จะกลายเป็นใช้ได้เมื่อพลังงานของการชนโปรตอนเพิ่มขึ้นเกือบลำดับความสำคัญ

ให้เราสรุปสถานการณ์ที่กำลังพัฒนาในฟิสิกส์ของอนุภาคตอนนี้หลังจากช่วงเวลาสามปีแรกของ Large Hadron Collider

ในช่วงกลางทศวรรษที่ 2000 นักฟิสิกส์มองโลกในแง่ดี หลายคนแสดงความหวังว่าปีแรกและเดือนของงาน LHC จะทำให้เกิดการค้นพบใหม่ ๆ ได้แก่ การเกิดและการสลายตัวของอนุภาคใหม่ ๆ และปรากฏการณ์ที่ผิดปกติการตรวจหาทฤษฎีสัมสมสัณฐานหรือทฤษฎีอื่นนอกเหนือจาก Standard Modelความหวังเหล่านี้ไม่ได้ไม่มีมูลความจริง: ปรากฏการณ์ใหม่ในระดับพลังงานตามลำดับของ 1 TeV อาจนำไปสู่คำตอบที่เป็นธรรมชาติสำหรับคำถามทางทฤษฎีบางเรื่อง

แต่ความคาดหมายของสายรุ้งยังไม่ได้รับการยืนยัน วันนี้มีเพียงเฮิสท์บอสันที่เปิดอยู่และคุณสมบัติที่วัดได้ทั้งหมดจะสอดคล้องกับมาตรฐานของ Higgs boson ยังไม่พบ supersymmetry หรือความเบี่ยงเบนอย่างมีนัยสำคัญใด ๆ จาก Standard Model ทั้งหมดนี้ไม่อนุญาตให้นักฟิสิกส์เข้าถึงเป้าหมายหลักเพื่อเจาะลึกอีกระดับหนึ่งเพื่อทำความเข้าใจโครงสร้างของสสาร

แน่นอนนักทฤษฎีไม่ได้อยู่เฉยๆ สถานการณ์ในแง่ดีเกินไปของทฤษฎีสัมโพเพอร์เมอร์เมตริกซ์และทฤษฎีอื่น ๆ กำลังปิดลง แต่ก็ไม่ได้ปิดแนวคิดด้วยตัวเอง หากก่อนหน้านี้เน้นหลักเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางกายภาพใหม่ ๆ ที่ระดับพลังงานประมาณ 1 TeV ขณะนี้ตัวแปรกำลังได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางซึ่งการเบี่ยงเบนกลายเป็นสิ่งที่เห็นได้เฉพาะที่พลังงานของ Tiv TeV ทฤษฎีดังกล่าวแทบไม่สามารถจำแนกออกได้จากแบบจำลองมาตรฐานที่ Large Hadron Collider แต่มีการเพิ่มขึ้นอย่างมากของพลังงานพวกเขาสามารถนำไปสู่ผลกระทบที่โดดเด่น นั่นคือเหตุผลที่เมื่อเร็ว ๆ นี้ความต้องการของนักฟิสิกส์ที่จะเพิ่มพลังงานอย่างรุนแรงของการชนกันได้กลายเป็นที่เห็นได้ชัดมากขึ้น

ตามที่ระบุไว้ในรายงานฉบับหนึ่งในยุคนั้น รับประกัน การค้นพบในฟิสิกส์ของอนุภาคมูลฐานสิ้นสุดลงแล้ว มันไม่เป็นที่รู้จักในสิ่งที่พลังงานและในสิ่งที่กระบวนการด้านใหม่ของโลกของเราจะปรากฏขึ้น แน่นอนว่าอาจมีการเพิ่มพลังงานและความส่องสว่างขึ้น LHC จะยังคงพบการปรากฏตัวใหม่ของฟิสิกส์ใหม่ แต่ดูเหมือนว่าจะมีขนาดเล็ก รางวัลโนเบลอาจนำมาสู่การค้นพบดังกล่าว แต่จะไม่ได้กล่าวถึงรายละเอียดในการศึกษาผลกระทบนี้ ถ้าเราต้องการศึกษาธรรมชาติและย้ายเข้าไปอยู่ในพื้นที่ที่ไม่สามารถเข้าถึงได้ก่อนหน้านี้หลังจากสองสามทศวรรษที่ผ่านมาหลังจากที่ความสามารถของ LHC หมดลงแล้วนักฟิสิกส์จะต้องมีเครื่องสร้างใหม่ที่มีความสามารถใหม่ ๆ นักประดิษฐ์นี้จำเป็นต้องได้รับการวางแผนในตอนนี้และในตอนนี้นักฟิสิกส์ต้องมีความคิดที่ชัดเจนว่าแต่ละโครงการมีความสามารถได้อย่างไร

ความสนใจหลักของ CERN ในแง่ของการพัฒนาในระยะยาวเป็นโครงการต่อไป มีแผนจะขุดอุโมงค์แหวนยาว 80-100 กิโลเมตรในประเทศฝรั่งเศสและประเทศสวิตเซอร์แลนด์ (ดูรูป) ซึ่งจะเป็นเครื่องกำเนิดโปรตอนแบบใหม่ที่มีพลังงาน 100 TeV เป็นที่คาดว่าเทคโนโลยีในการสร้างแม่เหล็กไฟฟ้าจะช่วยให้ในเวลานั้นเพื่อเพิ่มสนามแม่เหล็กอย่างน้อย 2 ครั้งซึ่งจะทำให้สามารถเก็บโปรตอนพลังงานสูงไว้ในวงโคจรได้แน่นอนในเวลาเดียวกันมีปัญหาทางเทคนิคเกี่ยวกับการปลดปล่อยพลังงานและความปลอดภัยในการติดตั้งและกลุ่มผู้เชี่ยวชาญจะทำงานในประเด็นเหล่านี้ การติดตั้งระบบดังกล่าวจะใช้เวลาประมาณ 20 ปี ดังนั้นหากมีการวางแผนที่จะมีการเปิดตัวเครื่องเคชันนี้หลังจาก LHC (นั่นคือในภูมิภาคของ 2035-2040) จำเป็นต้องใช้งานได้ในขณะนี้ ยังมีการศึกษาตัวแปรอีกด้วยซึ่งในตอนแรกจะมีการติดตั้งเครื่องเร่งอนุภาคอิเล็กตรอนโพสิทตรอนด้วยพลังงานขนาดเล็กซึ่งจะง่ายกว่าในทางเทคนิคและจากนั้นจะถูกแทนที่ด้วยโปรตอน 100-tev

นักฟิสิกส์ควรได้รับคำแนะนำในเรื่องนี้อย่างไร ประการแรกการค้นพบโดยตรงของอนุภาคขนาดใหญ่ใหม่ที่มีมวลสามารถเข้าถึงหลายสิบ TeV ประการที่สองอนุภาคแสงใหม่ (เช่นบอริสใหม่ของ Higgs) ที่ไม่ได้เกิดขึ้นที่ LHC อาจปรากฏในข้อมูลเนื่องจากความน่าจะเป็นเล็กน้อยของกระบวนการนี้ การประมาณการที่นำเสนอในที่ประชุมแสดงให้เห็นว่าความเป็นไปได้นี้ได้รับรู้ในหลาย ๆ ทฤษฎีในปัจจุบัน

ประการที่สามแม้ว่าจะไม่มีการค้นพบอนุภาคใหม่ แต่เรายังคงมีเฮกส์บอสที่ไม่ค่อยได้รับการศึกษาถ้าเรามุ่งเน้นไปที่โปรตอน collider ด้วยพลังงาน 100 TeV, brosons Higgs จะเกิดมาที่นั่นโดยหลายพันต่อวันซึ่งหมายความว่ามันจะเป็นไปได้ที่จะศึกษามันในรายละเอียด เนื่องจาก Higgs boson จะกลายเป็นอนุภาคสามัญเป้าหมายจะไม่เพียงแค่มองเห็นในข้อมูล แต่เพื่อตรวจสอบกระบวนการที่ผิดปกติบางอย่างด้วยการมีส่วนร่วม สิ่งเหล่านี้สามารถเกิดจากการสลายตัวที่แปลกใหม่เกิดจากบักส์ของ Higgs ซึ่งการสลายตัวของ Higgs boson ที่มองไม่เห็นซึ่งจะสะกดรอยตามความสัมพันธ์กับอนุภาคสสารมืด ฯลฯ การประเมินในรายงานฉบับหนึ่งทำให้ความหวังในการค้นหาการสลายตัวที่ผิดปกติโดยมีความเป็นไปได้น้อยกว่าหนึ่งข้อ ล้าน ดังนั้นฮิกส์บอสจะเปลี่ยนจากจุดสิ้นสุดของตัวเองลงในเครื่องมือสำหรับการศึกษาฟิสิกส์

การประชุมสองครั้งที่ผ่านมาเป็นเพียงขั้นตอนแรกของโครงการห้าปีของ CERN เพื่อศึกษาการชนกันในอนาคต ตอนนี้ทีมผู้เชี่ยวชาญหลายคนจะเริ่มศึกษาเกี่ยวกับความเป็นไปได้ทางทฤษฎีและการทดลองที่ใกล้เคียงกันและประมาณหนึ่งปีคาดว่าจะมีการประชุมการทำงานใหม่ นอกจากนี้ในฤดูใบไม้ร่วง 2014 จะมีการเตรียมโครงการขนาดใหญ่สำหรับโครงการวิจัยใหม่ของยุโรปสำหรับโครงการ Horizon 2020 ในอีก 5 ปีข้างหน้าในปีพ. ศ. 2561 เมื่อสิ้นสุดโครงการจะมีการจัดทำรายงานด้านเทคนิคฉบับแรกขึ้นในโอกาสที่ได้รับการศึกษา พร้อมกับข้อมูล LHC ใหม่จะช่วยให้สามารถกำหนดขั้นตอนเฉพาะสำหรับการพัฒนาด้านเทคนิคของ CERN ได้อีกด้วย


Like this post? Please share to your friends:
ใส่ความเห็น

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: