Standart Model hal qila olmaydigan ochiq savollarga javob izlash (masalan, qaysi asosiy zarralar qorong'u materiyani tashkil qiladi, nima uchun materiya koinotda hukmronlik qiladi va nima uchun materiya-antimateriya assimetriyasi mavjud, tortishish uchun kuch zarrasi nima, qorong'u energiya, neytrino massasi va boshqalar) standart modeldan tashqariga qarash va yangi model bilan juda zaif zarrachalar mavjudligini o'rganish kerak bo'lishi mumkin. Mavjud LHC inshootining qo'li yetmaydigan yangi, og'irroq zarrachalar mavjudligini o'rganing. Tavsiya etilgan Kelajakdagi Circular Collider (FCC) standart modeldan tashqari bunday fundamental zarralarning mavjudligini izlashga imkon beradi. CERN kengashi endi FCC texnik-iqtisodiy asoslash hisobotini ko'rib chiqdi. CERN kengashi tomonidan FCC qurilishi bo'yicha yakuniy qaror taxminan 2028 yilda qabul qilinishi kutilmoqda. Agar tasdiqlansa, FCC qurilishi 2030-yillarda boshlanishi mumkin. U Jeneva yaqinidagi LHC bilan bir xil joyda, erdan taxminan 200 metr pastda joylashgan aylanasi taxminan 100 km bo'ladi. U 2041 yilda o'z faoliyatini yakunlashi kerak bo'lgan Katta Adron Kollayderining (LHC) o'rnini egallaydi. FCC ikki bosqichda amalga oshiriladi. Birinchi bosqich, FCC-ee 2040-yillarning oxiridan boshlab 15 yillik tadqiqot dasturini taklif qiladigan engilroq zarralarni qidirishda aniq o'lchovlar uchun elektron-pozitron kollayderi bo'ladi. Ushbu bosqich tugagandan so'ng, xuddi shu tunnelda ikkinchi mashina, FCC-hh (yuqori energiya) ishga tushiriladi. Ikkinchi bosqich og'irroq zarrachalarni qidirish uchun 100 TeV (LHC ning 13 TeV dan ancha yuqori) to'qnashuv energiyasiga erishishga qaratilgan. Bu bosqich 2070-yillarda ishga tushadi va 21-asr oxirigacha davom etadi.
2025-yil 6-7-noyabr kunlari CERN Kengashi (CERNga aʼzo va Assotsiativ aʼzo davlatlar delegatlaridan iborat) taklif etilayotgan Kelajakdagi Circular Collider (FCC) uchun texnik-iqtisodiy asoslash natijalarini koʻrib chiqdi.
Avvalroq, CERN CERNga a'zo va Assotsiativ a'zo davlatlar va undan tashqaridagi muassasalar bilan hamkorlikda Kelajakdagi Circular Collider (FCC)ning maqsadga muvofiqligini baholash uchun tadqiqot o'tkazdi. Hisobot 2025 yil 31 martda CERN Kengashining quyi organlari tomonidan ko'rib chiqilgan. Hisobot, shuningdek, mustaqil ekspert qo'mitalari tomonidan ko'rib chiqildi, ular FCC taqdim etilgan hujjatlarga asoslanib, texnik jihatdan mumkin ko'rinishini aytdi.
CERN Kengashi delegatlari 2025-yil 6-7-noyabr kunlari boʻlib oʻtgan maxsus yigʻilishda FCC Texnik-iqtisodiy asoslash hisobotini koʻrib chiqdilar va Texnik-iqtisodiy asoslash FCC tadqiqotlarini davom ettirish uchun asos boʻlib xizmat qiladi degan xulosaga kelishdi. Bu 2026 yil may oyida CERN Kengashi tomonidan FCCni tasdiqlash uchun muhim qadam bo'lib, barcha tavsiyalar ko'rib chiqish uchun taqdim etiladi. CERN Kengashi tomonidan FCC qurilishi bo'yicha yakuniy qaror 2028 yilda qabul qilinishi kutilmoqda.
Future Circular Collider (FCC) CERN da taklif qilingan yangi avlod zarrachalar to'qnashuvlaridan biridir. U 2041 yilda o'z faoliyatini yakunlaydigan Katta Adron Kollayderining (LHC) o'rniga ega bo'lishi kutilmoqda. Hozirda CERN CERNning hozirgi ishchi kuchi bo'lgan LHC o'rniga keyingi kollayderni aniqlash ustida ishlamoqda.
2008 yilda ishga tushirilgan Katta adron kollayderi (LHC) aylanasi 27 km boʻlgan dumaloq kollayder boʻlib, Jeneva yaqinida yerdan 100 m pastda joylashgan. Hozirgi vaqtda u 13 teraelektronvolt (TeV) energiyada to'qnashuvlarni hosil qiluvchi dunyodagi eng katta va eng kuchli kollayder bo'lib, bu tezlatgich tomonidan erishilgan eng yuqori energiya hisoblanadi. U hadronlarni yorug'lik tezligiga yaqinlashtiradi, so'ngra ularni dastlabki koinot sharoitlariga taqlid qilib to'qnashadi.
| Zarrachalar tezlatgichlari/kollayderlari juda erta koinotning derazalari |
| "Juda erta koinot" koinotning eng dastlabki bosqichini (Katta portlashdan ko'p o'tmay dastlabki uch daqiqa) anglatadi, u juda issiq bo'lgan va koinot radiatsiya to'liq hukmronlik qilgan. Plank davri - bu Katta portlashdan 10 yilgacha davom etgan radiatsiya davrining birinchi davri.-43 s. 10 harorat bilan32 K, bu davrda koinot juda issiq edi. Plank davridan keyin Kvark, Lepton va Yadro davrlari; ularning barchasi qisqa umr ko'rdi, lekin koinotning kengayishi bilan asta-sekin kamayib borayotgan juda yuqori haroratlar bilan ajralib turardi. Koinotning ushbu eng dastlabki bosqichini bevosita o'rganish mumkin emas. Qilish mumkin bo'lgan narsa - zarracha tezlatgichlarida koinotning ushbu bosqichining shartlarini qayta tiklash. Tezlatgichlar/kollayderlardagi zarrachalarning to'qnashuvi natijasida hosil bo'lgan ma'lumotlar juda erta koinot uchun bilvosita oynani taklif qiladi. Kollayderlar zarralar fizikasida juda muhim tadqiqot vositalaridir. Bu dumaloq yoki chiziqli mashinalar bo'lib, zarrachalarni yorug'lik tezligiga yaqin bo'lgan juda yuqori tezlikka tezlashtiradi va ularni qarama-qarshi tomondan yoki nishonga qarshi kelayotgan boshqa zarrachaga qarshi to'qnashishiga imkon beradi. To'qnashuvlar trillionlab Kelvin darajasida juda yuqori haroratni keltirib chiqaradi (radiatsiya davrining dastlabki davrlarida mavjud bo'lgan sharoitlarga o'xshash). To'qnashuvchi zarrachalarning energiyalari qo'shiladi, shuning uchun to'qnashuv energiyasi yuqoriroq bo'ladi. To'qnashuv energiyasi massa-energiya simmetriyasi bo'yicha juda dastlabki koinotda mavjud bo'lgan zarralar shaklida materiyaga aylanadi. Masalan, subatomik zarrachalar elektronlari o'zlarining anti-materiya sheriklari pozitronlari bilan to'qnashganda, materiya va anti-materiya yo'q bo'lib ketadi va energiya ajralib chiqadi. Chiqarilgan energiyadan har xil turdagi yangi elementar zarrachalar kondensatsiyalanadi. Yangi zarralar Xiggs bozonlari yoki yuqori kvarklar bo'lishi mumkin, ular materiyaning subatomik qurilish bloklarining juda og'ir turlari. Ehtimol, qorong'u materiya zarralari va supersimmetrik zarralar ham hali kashf qilinmagan narsadir. Eng erta koinotda mavjud bo'lgan sharoitlarda yuqori energiyali zarralar o'rtasidagi bunday o'zaro ta'sirlar o'sha davrning boshqa yo'l bilan erishib bo'lmaydigan dunyosiga ochiladi va to'qnashuvlarning qo'shimcha mahsulotlarini tahlil qilish bizning asosiy zarralar haqidagi tushunchamizni boyitadi va fizikaning boshqaruv qonunlarini tushunish uchun yo'l beradi. Zarracha tezlatgichlari juda erta koinotni o'rganish uchun tadqiqot vositalari sifatida ishlatiladi. Adron kollayderlari (xususan, CERNning Katta adron kollayderi LHC) va elektron-pozitron kollayderlari juda erta koinotni o'rganishda birinchi o'rinda turadi. Katta adron kollayderida (LHC) ATLAS va CMS tajribalari 2012-yilda Xiggs bozonini kashf etishda muvaffaqiyat qozondi. (Manba: "Juda erta koinot" ni o'rganish uchun zarrachalar to'qnashuvi: Muon kollayderi namoyish etildi) |
CERN ning yuqori yorqinligi katta adron kollayderi (HL - LHC) ma'lum mexanizmlarni batafsilroq o'rganishga imkon berish uchun to'qnashuvlar sonini ko'paytirish orqali LHC ish faoliyatini oshiradi. U 2029 yilgacha ishga tushishi mumkin.
Tavsiya etilgan Kelajakdagi Circular Collider (FCC) yirik gidrokollayderga nisbatan yuqori samarali zarrachalar to'qnashuvchisi bo'ladi. Katta adron kollayderi (LHC) yeta olmaydigan yangi, og‘irroq zarrachalar mavjudligini va standart model zarralari bilan juda zaif o‘zaro ta’sir qiladigan engilroq zarrachalar mavjudligini o‘rganish uchun mo‘ljallangan FCC atrofi 100 km atrofida bo‘lib, LHC bilan bir xil joyda yerdan 200 metr pastda joylashgan bo‘lar edi. Agar tasdiqlansa, FCC qurilishi 2030-yillarda boshlanishi mumkin.
FCC ikki bosqichda amalga oshiriladi. Birinchi bosqich, FCC-ee aniq o'lchovlar uchun elektron-pozitron kollayderi bo'ladi. U 2040-yillarning oxiridan boshlab 15 yillik tadqiqot dasturini taklif qiladi. Ushbu bosqich tugagandan so'ng, xuddi shu tunnelda ikkinchi mashina, FCC-hh (yuqori energiya) ishga tushiriladi. Bu 100 TeV to'qnashuvchi adronlar (protonlar) va og'ir ionlarning to'qnashuv energiyasiga erishishga qaratilgan. FCC-hh 2070-yillarda ishlaydi va 21-asr oxirigacha ishlaydi.
Nima uchun FCC kerak? U qanday maqsadga xizmat qiladi?
Butun kuzatilishi mumkin bo'lgan koinot, shu jumladan barchamiz tashkil topgan barion oddiy materiya koinotning massaviy energiya tarkibining atigi 4.9% ni tashkil qiladi. Ko'rinmas qorong'u materiya 26.8% ni tashkil qiladi (koinotning massa energiyasining qolgan 68.3% qorong'u energiya). Qorong'u materiya aslida nima ekanligi noma'lum. Zarrachalar fizikasining standart modeli (SM) qorong'u materiya bo'lishi kerak bo'lgan xususiyatlarga ega asosiy zarralarga ega emas. Ehtimol, standart modeldagi zarrachalarning sheriklari bo'lgan "supersimmetrik zarralar" qorong'u materiyani yaratadi, deb taxmin qilinadi. Yoki, ehtimol, qorong'u materiyaning parallel dunyosi mavjud. WIMP (Zaif o'zaro ta'sir qiluvchi massiv zarralar), aksionlar yoki steril neytrinolar etakchi nomzodlar bo'lgan "Standart Modeldan tashqari" (BSM) faraz qilingan zarralardir. Biroq, bunday zarralarni aniqlashda hali muvaffaqiyat yo'q. Standart model javob bera olmaydigan boshqa ko'plab ochiq savollar (masalan, materiya-antimateriya assimetriyasi, tortishish, qorong'u energiya, neytrinoma va boshqalar) mavjud. Shuningdek, Xiggs maydonining koinot evolyutsiyasidagi roli 2012 yilda Katta adron kollayderida (LHC) ATLAS va CMS tajribalari orqali Xiggs bozonining kashf etilishidan keyin muhokama qilina boshladi.
Yuqoridagi ochiq savollarga mumkin bo'lgan javoblar zarralar fizikasining standart modelidan tashqarida. Standart model zarralari bilan juda zaif o'zaro ta'sir qiladigan yangi, engilroq zarralar mavjudligini o'rganish kerak bo'lishi mumkin. Bu FCC birinchi bosqichi, ya'ni FCC-ee (aniqlik o'lchovi) doirasida bo'lgan bunday zarrachalarni ishlab chiqarish signallariga katta hajmdagi ma'lumotlarni to'plash va juda yuqori sezgirlikni talab qiladi. Bundan tashqari, yuqori energiyali qurilmalarni talab qiladigan yangi, og'irroq zarrachalarning mavjudligini o'rganish juda muhimdir. FCC-hh (yuqori energiya), FCC ning ikkinchi bosqichi 100 TeV to'qnashuv energiyasiga erishishga qaratilgan (bu LHC ning 13 TeV dan ancha yuqori). Birinchi bosqich elektron-pozitron (e+e-) kollayderining shakliga kelsak, dumaloq shakl (chiziqli ko'rinishga nisbatan) afzalroqdir, chunki aylana shakli to'rtta tajribaga qadar yuqori yorqinlikni ta'minlaydi va keyingi ikkinchi fazali yuqori energiyali adron kollayderi uchun infratuzilmani taklif qiladi.
***
Manbalar:
- CERN. Press-reliz - CERN kengashi yangi avlod kollayderining texnik-iqtisodiy asoslarini ko'rib chiqadi. 2025-yil 10-noyabr. Savdoda mavjud https://home.cern/news/press-release/accelerators/cern-council-reviews-feasibility-study-next-generation-collider
- CERN. Press-reliz - CERN mumkin bo'lgan Kelajakdagi aylana kollayderining mumkinligi to'g'risidagi hisobotni e'lon qiladi. 2025-yil 31-mart. Savdoda mavjud https://home.cern/news/news/accelerators/cern-releases-report-feasibility-possible-future-circular-collider
- Kelajakdagi aylana kollayderi uchun texnik-iqtisodiy asoslash yakunlandi https://home.cern/science/cern/fcc-study-media-kit
- Kelajakdagi dumaloq kollayder https://home.cern/science/accelerators/future-circular-collider
- FCC: fizika ishi. 2024 yil 27 mart. https://cerncourier.com/a/fcc-the-physics-case/
***
Tegishli maqolalar:
- "Juda erta koinot" ni o'rganish uchun zarrachalar to'qnashuvi: Muon kollayderi namoyish etildi (31 oktyabr 2024)
- CERN fizikadagi ilmiy sayohatning 70 yilligini nishonlaydi (2 yil 2024 fevral)
- Biz oxir-oqibat nimadan iboratmiz? Koinotning asosiy qurilish bloklari nima? (2021 yil 8-noyabr)
***
FCC bo'yicha ba'zi ta'lim videolari:
***
 that the Standard Model cannot address, one may need to look beyond the Standard Model of particle physics and explore the possible existence of new, lighter particles that interact very weakly with Standard Model particles, as well as explore the existence of new, heavier particles beyond the reach of existing LHC facility. The proposed Future Circular Collider (FCC) would make it possible to search for the existence of such fundamental particles beyond the Standard Model.){kind=link}