CERN이 제안한 170억 달러 규모의 입자 가속기는 새로운 입자와 물리적 힘을 찾고, 암흑 물질과 에너지를 해독할 것입니다.
LHC와 비교한 FCC의 크기. 사진: CERN
유럽입자물리연구소(CERN) 연구원들이 새롭고 더 큰 입자 가속기 건설을 제안했습니다. 170억 달러 규모의 미래 원형 충돌기(FCC)는 길이가 91km에 달하며, 제네바 인근 CERN에 위치한 기존 대형 강입자 충돌기(LHC)인 27km 길이의 LHC를 압도할 것이라고 라이브 사이언스 (Live Science)가 2월 10일 보도했습니다.
물리학자들은 FCC의 향상된 크기와 성능을 활용하여 우주의 가장 작은 부분들이 어떻게 작동하는지에 대한 현재 최고의 이론인 입자 물리학 표준 모형의 한계를 탐구하고자 합니다. 연구팀은 더 높은 에너지(LHC의 14테라 전자볼트 대비 100테라 전자볼트)의 입자들을 충돌시킴으로써 이전에는 알려지지 않았던 입자와 힘을 발견하고, 물질이 반물질보다 무거운 이유를 밝히고 , 우주의 95%를 구성하는 것으로 여겨지는 두 가지 보이지 않는 실체인 물질과 암흑 에너지의 본질을 탐구하고자 합니다.
CERN 사무총장 파비올라 지아노티는 "FCC는 물리와 자연의 기본 법칙에 대한 우리의 이해를 향상시키는 훌륭한 시설일 뿐만 아니라, 극저온학부터 초전도 자석, 진공 기술, 검출기, 계측 장비 등 사회에 막대한 영향을 미치고 사회경제적 이익을 가져올 잠재력을 가진 더욱 진보된 기술이 필요하기 때문에 혁신의 원동력이 될 것입니다."라고 말했습니다.
LHC와 같은 입자 가속기는 양성자를 거의 빛의 속도로 충돌시켜 새로운 입자나 힘의 증거가 될 수 있는 희귀한 붕괴 생성물을 찾습니다. 이를 통해 물리학자들은 표준 모형에 따라 우주의 가장 기본적인 구성 요소와 그 상호 작용에 대한 이해를 검증할 수 있습니다.
표준 모형은 과학자들이 2012년 LHC에서 발견된 힉스 보손의 존재와 같은 수많은 놀라운 예측을 가능하게 했지만, 물리학자들은 여전히 표준 모형에 만족하지 못하고 이를 뛰어넘는 새로운 물리 모형을 끊임없이 찾고 있습니다. 표준 모형은 현존하는 가장 포괄적인 모형이지만, 중력의 기원, 암흑 물질의 구성, 우주에 물질이 반물질보다 많은 이유 등을 완전히 설명하는 데는 여전히 몇 가지 큰 허점이 있습니다.
이러한 문제를 해결하기 위해 CERN 물리학자들은 FCC보다 7배 높은 빔 에너지를 사용하여 입자를 더 빠른 속도로 가속할 것입니다. 유망한 진전이지만, 검출기는 아직 건설되지 않았습니다. CERN의 제안은 내년에 완료될 예정인 예비 타당성 조사의 일부입니다.
CERN은 유럽연합 회원국 18개국과 스위스, 노르웨이, 세르비아, 이스라엘, 영국이 운영하는 기관으로, 프로젝트가 완료되고 탐지기 설치 계획이 진행되면 다른 국가에서도 추가 자금 지원을 요청할 예정입니다.
회원국들은 2028년에 회의를 열어 프로젝트 승인 여부를 결정할 예정입니다. 그 후, 전자를 반입자인 양전자로 충돌시키는 1단계 장치가 2045년에 가동될 예정입니다. 마지막으로, 2070년대에는 FCC가 양성자를 충돌시키는 장치를 개발할 예정입니다.
안캉 ( Live Science 에 따르면)
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