大型ハドロン衝突型加速器は小さなビールのようなものだ。科学者たちは、もっと大きな装置を作るために数十億ドルをもっと出せと言う。

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大型ハドロン衝突型加速器は小さなビールのようなものだ。科学者たちは、もっと大きな装置を作るために数十億ドルをもっと出せと言う。

ジュネーブにある欧州の研究拠点であるCERNは、すでに世界最大の粒子加速器を擁しており、さらに大きくて優れた加速器の建設を切望している。

今週、欧州原子核研究機構(CERN)が公開した文書には、将来円形衝突型加速器(FCC)の計画が明らかになった。

円形トンネルの円周は約90~100キロメートル(62マイル)で、現在の大型ハドロン衝突型加速器(LHC)の27キロメートル(16.7マイル)のほぼ4倍の長さとなります。また、LHCの14テラ電子ボルト(TeV)に対して、7倍以上の加速能力を備え、100テラ電子ボルト(TeV)まで粒子を加速することが可能です。

より高いエネルギーにより、物理学者はより短い波長で素粒子を調べることができるようになります。LHCのこれまでの最大の成果は、半世紀以上前に初めて理論化された粒子であるヒッグス粒子の発見です。

しかし、素粒子物理学の標準モデルには依然としてギャップがあり、物理学者たちは未だに答えられていない疑問が残っています。暗黒物質とは何でしょうか?なぜ物質は反物質より多いのでしょうか?ニュートリノの質量はどれくらいでしょうか?

スイスのジュネーブにある CERN 研究センター。ヒッグス粒子の予測特性など、素粒子物理学の理論を検証する大型ハドロン衝突型加速器が設置されている。

いいえ、耳が聞こえなくなったわけではありません。大型ハドロン衝突型加速器はさらなるアップグレードのために閉鎖されました。

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「陽子加速器は何世代にもわたり、最小のスケールで新たな物理学に挑戦するための最適なツールとなってきた」と、CERNの研究・計算部門ディレクター、エックハルト・エルセン氏は語った。

「大型陽子衝突型加速器は、この探究に飛躍的な前進をもたらし、LHCや将来的な電子陽電子衝突型加速器によって得られる成果を超えて物理学プログラムを決定的に拡張するだろう。」

科学者たちは、LHCは2035年頃まで稼働すると予測している。このような野心的な装置の設計、構築、試験には約20年かかるため、CERNが2040年までに新しい粒子加速器を稼働させたいのであれば、迅速に行動する必要がある。

これらすべてには多額の費用がかかります。CERNは、100kmのトンネルを掘削するのに約50億ユーロ(57億ドル)、そしてその中に粒子加速器を設置するのにさらに90億ユーロ(103億ドル)が必要だと見積もっています。トンネルを利用する予定の超伝導陽子加速器にはさらに150億ユーロ(171億ドル)の費用がかかりますが、2050年代末まで質の高い純粋研究の資金を調達できるとCERNは述べています。®

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