Hunderte von Physikern in London getroffen diese Woche zum neunten Zukünftiger Circular Collider (FCC)-Konferenz. Die fünftägigen Gespräche, die im Millennium Gloucester Hotel London in South Kensington stattfanden, konzentrierten sich auf die neuesten Entwicklungen beim FCC – einem riesigen geplanten Teilchenbeschleuniger, der erfolgreich sein würde CERN Large Hadron Collider (LHC). Sollte der Collider gebaut werden, würde er rund 20 Milliarden Pfund kosten und den Bau eines 100 km langen unterirdischen Tunnels am aktuellen CERN-Standort erfordern, um einen Elektron-Positron-Collider (FCC-ee) unterzubringen.
Befürworter hoffen, dass der Bau Anfang der 2030er-Jahre beginnen und etwas mehr als ein Jahrzehnt dauern würde, wobei das FCC-ee im Jahr 2045 fertiggestellt sein würde. Das FCC-ee würde sich darauf konzentrieren, insgesamt eine Million Higgs-Teilchen zu erzeugen, damit Physiker seine Eigenschaften genau untersuchen können eine Größenordnung besser als das, was heute mit dem LHC möglich ist.
Sobald das Physikprogramm für den FCC-ee abgeschlossen ist, voraussichtlich im Jahr 2063, könnte derselbe Tunnel dann zur Unterbringung eines Proton-Proton-Kolliders mit der Bezeichnung FCC-hh genutzt werden. Das FCC-hh, das in den 2070er Jahren seinen Betrieb aufnehmen würde, würde den LHC und seine Vorinjektorbeschleuniger nutzen, um den Collider zu versorgen, der eine Spitzenenergie von 100 TeV erreichen könnte – siebenmal mehr als die des LHC.
CERN ursprünglich veröffentlicht ein vierbändiger Konzeptentwurfsbericht für die FCC Anfang 2019, während der CERN-Rat im darauffolgenden Jahr eine Machbarkeitsstudie und eine detailliertere Kostenkalkulation für die FCC genehmigte. Es gab auch grünes Licht für die weitere Forschung und Entwicklung der Magnettechnologie, die für eine solche Maschine bei höheren Energien erforderlich sein wird.
Mach es so
Beim Treffen dieser Woche überprüften Experten aus Wissenschaft und Industrie die neuesten Fortschritte bei der FCC und legten die Ziele für die kommenden Jahre fest. In einer Plenarrede am Montag sagte der CERN-Generaldirektor Fabiola Gianotti bestätigt, dass der aktuelle Zeitplan auf dem richtigen Weg ist. „Ich glaube, dass FCC das beste Projekt für die Zukunft von CERN ist“, bemerkte Gianotti. „Wir müssen zusammenarbeiten, um es zu schaffen.“
Bei grünem Licht könnte der Bau im Jahr 2033 beginnen und parallel zum Betrieb erfolgen ein umfangreiches „High Luminosity“-Upgrade im Wert von 1.1 Milliarden Pfund des LHC – genannt HL-LHC –, der die Leuchtkraft des Colliders um den Faktor 10 gegenüber dem ursprünglichen LHC erhöhen wird. HL-LHC, das 2029 seinen Betrieb aufnehmen wird, soll seine Arbeiten Anfang der 2040er Jahre abschließen.
Michael Benedikt und Frank Zimmermann vom CERN gab einen Überblick über die Machbarkeitsstudie, an der Hunderte von Physikern aus 150 Instituten in 34 Ländern beteiligt sind.
CERN genehmigt weitere Arbeiten am Future Circular Collider – verschiebt jedoch die endgültige Entscheidung
Physiker und Ingenieure haben an der Optimierung der Anordnung der Ringe gearbeitet und dabei zwischen etwa 100 verschiedenen Varianten gewählt, basierend auf Geologie, Landverfügbarkeit, Zugang zu Straßen sowie Infrastrukturbedürfnissen wie Wasser, Strom und Transport.
Sie fanden heraus, dass die Option mit dem „geringsten Risiko“ ein 90.7 km langer Ring war, der es der FCC ermöglichte, zwei oder vier Kollisionspunkte zu haben. Die Zugangspunkte zum Tunnel werden von zwölf im Konzeptentwurfsbericht auf acht in der Machbarkeitsstudie reduziert. Im Februar begannen die Ingenieure mit Umweltstudien und der Vorbereitung geologischer Untersuchungen auf der Grundlage dieses Entwurfs.
Eine Halbzeitüberprüfung der Machbarkeitsstudie wird voraussichtlich noch in diesem Jahr abgeschlossen sein und im Februar 2024 wird der CERN-Rat eine Sondersitzung abhalten, um den Fortschritt der Studie zu analysieren und eine aktualisierte Kostenkalkulation für die Anlage vorzulegen.
Die Machbarkeitsstudie für das FCC wird voraussichtlich im Jahr 2025 abgeschlossen sein, mit einer möglichen CERN-Genehmigung für das Projekt drei Jahre später. Eine endgültige Entscheidung würde jedoch vom Ausgang abhängen eine Aktualisierung der Europäischen Strategie für Teilchenphysik .
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- Quelle: https://physicsworld.com/a/cern-physicists-meet-in-london-to-plot-future-collider-plans/
