När världens största och mest kraftfulla partikelaccelerator, Large Hadron Collider (LHC) gick online 2008, det blev den mest kraftfulla och komplexa maskin som människor någonsin hade skapat. LHC är en 16 mil lång (25,7 mil lång) underjordisk ring, ligger i Genève, Schweiz, och fysiker använder den för att kollidera protoner med nästan ljusets hastighet i hopp om att besvara åldersgamla frågor om extremt komplexa frågor som mörk materia och universums ursprung.

Nu, Europeiska organisationen för kärnforskning (CERN), som kör LHC, har meddelat att det planerar att bygga en ännu större kolliderare i ett försök att besvara den legion av frågor som fortfarande finns kvar om universum.

Future Circular Collider (FCC) - som det har kallats - skulle ha en omkrets på 100 kilometer, dvärgar den befintliga LHC med 56 km. Det skulle också ha 10 gånger den atomkrossande kraften. CERN släppte sin konceptuella design och rapport i januari 2019. Forskare hoppas kunna ha acceleratorn online till 2050 till en kostnad av mer än 22 miljarder dollar. Konstruktion skulle innebära att gräva en ny tunnel under CERN och sedan installera hårdvaran, inklusive behemoth -magneter som skulle tillåta partiklar att kollidera med varandra.

Enligt CERN, FCC:s huvuduppgift blir att plumba universums djup genom att krossa atomer i varandra med ofattbara hastigheter - mycket snabbare än LHC. Forskare kommer sedan att studera dessa kollisioner för att se vilka nya partiklar som kan komma fram. Tanken är att djupare utforska den materia som hjälpte till att skapa universum strax efter Big Bang. Under 2012, forskare som arbetar vid LHC bekräftade upptäckten av Higgs boson, den så kallade "Gudpartikeln, "som ger materien sin massa.

Fysiker hoppas att den föreslagna högenergi-atomkrossaren kommer att avslöja nya partiklar-oupptäckta av LHC-som kommer att berätta hur universum fungerar. Alla dessa frågor är spännande med tanke på att galaxer roterar snabbare än de borde och universum i sig snabbt expanderar. Vad som driver dessa förändringar är ett mysterium, som teoretiskt sett betyder att vissa partiklar ännu inte har upptäckts.

Fortfarande, vissa fysiker är skeptiska till att en ny partikelaccelerator till och med är nödvändig. Sedan upptäckten av Higgs boson, tester vid LHC har inte hittat några nya partiklar eller tecken på stora genombrott. Sabine Hossenfelder, forskare vid Frankfurt Institute for Advanced Studies, skrev en OpEd för The New York Times som ifrågasatte dess nödvändighet, säger bland annat att prislappen på 10 miljarder dollar ensam gör det tveksamt. Hon fortsatte med att säga att teoretisk fysik handlar om att göra förutsägelser - och hittills har den enda förutsägelsen som gick i uppfyllelse från LHC varit upptäckten av Higgs -bosonen. Och för att föreslå en ny, större kolliderare, kommer att hitta fler partiklar som ger oss svar om ursprunget till vårt universum är helt enkelt inte sant.

Redaktörens anmärkning:Sedan denna berättelse ursprungligen publicerades, en fysiker från CERN kontaktade oss för att bestrida flera av påståenden som Sabine Hossendfelder gjorde i hennes New York Times OpEd. Specifikt hävdar han att nya hadroner och andra sällsynta processer faktiskt har observerats med hjälp av LHC.

Ett av atomkrossarnas jobb är att ta reda på hur mörk materia fungerar. Mörk materia är svår att upptäcka eftersom den inte interagerar med elektromagnetism. Vissa forskare teoretiserar att mörk materia skulle undkomma detektorerna från en partikelaccelerator, men dess existens kan härledas av mängden energi och momentum som "saknades" efter att partiklar slagit in i varandra.

Ursprungligen publicerat:25 jan. 2019