Китай планирует построить крупнейший в мире 100-километровый кольцевой коллайдер стоимостью $5 миллиардов
Цель 100-километрового кольцевого электрон-позитронного коллайдера (CEPC), который планирует построить Китай, — детальное исследование бозона Хиггса — частицы, которая придает массу всем частицам и телам. Ее исследование позволит ответить на фундаментальные вопросы о том, как развивалась Вселенная и почему материи много больше, чем антиматерии. .
В следующем году проект CEPC будет представлено китайскому правительству для возможного включения в его следующий пятилетний план. Согласно комплексному отчету о техническом проектировании, если проекту удастся получить государственную поддержку, строительство может начаться в 2027 году и займет около десяти лет. По оценкам отчета, коллайдер будет стоить $5,2 млрд. Это значительно дешевле, чем предлагаемый CERN европейский коллайдер будущего (FCC) стоимостью $17 млрд. Строительство европейского объекта может начаться в 2030-х годах, если оно получит одобрение правительств.
В огромного подземном туннеле CEPC будет сталкивать электроны и их античастицы, позитроны, при чрезвычайно высоких энергиях, создавая миллионы бозонов Хиггса. Огромное их количество позволит исследователям изучить частицу более подробно, чем когда-либо прежде, говорит Эндрю Коэн, физик-теоретик из Гонконгского университета науки и технологий. Более точно измерив параметры бозона Хиггса, исследователи смогут ответить на вопросы, далеко выходящие за рамки Стандартной модели — основной на сегодня теории элементарных частиц. Например, ученые надеются понять природу темной материи.
Китайского коллайдер, который превзойдет БАК
Представленный отчет включает подробный план компоновки ускорителя и прототипы компонентов, говорит физик Ван Ифан, директор Института физики высоких энергий (ИФВЭ) Китайской академии наук в Пекине. Он также включает оценку трех потенциальных объектов: Циньхуандао, Чанша и Хучжоу. «Теперь мы уверены, что это настоящая машина, которую мы можем построить», — говорит Ван.
Многие из компонентов, которые запланированы для китайской мегамашины, уже проходят испытания на других объектах в стране, говорит Франк Циммерманн, физик из CERN, европейской лаборатории физики элементарных частиц недалеко от Женевы, Швейцария. Среди тестируемых приборов — почти завершенный источник фотонов высокой энергии в Пекине. Учитывая, что в Китае уже есть коллайдер, аналогичный CEPC — Пекинский электрон-позитронный коллайдер, — у IHEP достаточно опыта в этой области.
Международное сотрудничество под вопросом
Отчет о техническом проекте демонстрирует, что Китай способен построить ускоритель CEPC, но участие международных исследовательских организаций и иностранных ученых все-таки нужно, говорит Коэн, член Международного консультативного комитета CEPC. Он считает, что Китаю, вероятно, придется привлечь экспертов для разработки детекторов коллайдера, которые в отчете описаны недостаточно подробно.
Еще одним препятствием, с которым может столкнуться CEPC, является привлечение финансирования из других стран. Тянь Ю Цао, историк и философ физики элементарных частиц и квантовой теории поля из Бостонского университета в Массачусетсе говорит: «Я думаю, что попытки помощи Китаю встретят сопротивление со стороны Запада».
Однако Ван Ифран уверен, что CEPC станет результатом международного проекта. Он отмечает, что международные исследователи уже составляют 30–50% команд, работающих на некоторых крупных физических объектах Китая, в том числе на Подземной нейтринной обсерватории Цзянмэнь в Кайпине, которая должна начать работу в этом году. «Мы считаем, что на CEPC будет также», — говорит Ван.