Mark Thompson, profesor experimentální fyziky částic v Cambridge, byl jmenován příštím generálním ředitelem CERN, Evropské organizace pro jaderný výzkum. Jeho funkční období začíná 1. ledna zdánlivě kontroverzním prvním krokem: vypnutím Large Hadron Collider (LHC), největšího a nejvýkonnějšího urychlovače částic na světě. Tato odstávka však není propadákem, ale pečlivě naplánovaným krokem k významné modernizaci, která nově definuje budoucnost fyziky vysokých energií.
Odkaz LHC a nadcházející modernizace Hi-Lumi
LHC získal své místo v historii potvrzením existence Higgsova bosonu, základní částice, která vysvětluje, jak hmota nabývá hmotnosti. Navzdory tomuto triumfu potřebuje vůz vážná vylepšení. Počínaje červnem bude LHC odstaven v rámci přípravy na modernizaci High-Luminosity LHC (Hi-Lumi LHC), která má dramaticky zvýšit frekvenci srážek částic.
Hi-Lumi LHC bude používat výkonnější supravodivé magnety ke kompresi protonových paprsků, čímž se počet srážek desetkrát zvýší. To znamená více dat, přesnější měření a vyšší pravděpodobnost objevení nových, exotických částic. Upgrade není jen o surové síle; samotné detektory jsou zesíleny, aby detekovaly slabé signály, které by mohly změnit naše chápání fyziky.
Po odpojení: Budoucí kruhový urychlovač
Thompsonovo pětileté funkční období bude věnováno přípravě na Hi-Lumi LHC, ale jeho dlouhodobý úkol je ještě náročnější: plánování další velké investice CERNu. LHC má odejít do důchodu kolem roku 2041 a vědci už diskutují o jeho nástupci. Hlavním návrhem je Future Circular Collider (FCC), ambiciózní projekt, který svým rozsahem překoná LHC.
FCC bude více než třikrát větší než současný urychlovač a bude vyžadovat 91kilometrový tunel vyvrtaný až 400 metrů pod zemí. Projekt je rozdělen do fází, počínaje elektron-pozitronovým srážečem na konci 40. let 20. století, po kterém následuje srážeč protonů schopný srážet částice se sedminásobkem energie LHC do 70. let 20. století. Jen první fáze se odhaduje na 14 miliard liber.
Větší problémy a globální konkurence
Potenciální objevy FCC nejsou zdaleka zaručeny. Projekt čelí otázkám o své schopnosti vyřešit některé z nejnaléhavějších záhad fyziky: povahu temné hmoty a temné energie, slabost gravitace a nerovnováhu mezi hmotou a antihmotou ve vesmíru.
CERN navíc není v boji o dominanci v částicové fyzice sám. USA a Čína vyvíjejí své vlastní špičkové konstrukce urychlovačů, čímž zpochybňují historické vedoucí postavení Evropy v této oblasti. Udržení pozice CERNu bude vyžadovat nejen technologické inovace, ale také zajištění mezinárodního financování a spolupráce.
“Nedosáhli jsme bodu, kdy bychom přestali objevovat, a FCC je přirozený vývoj. Naším cílem je porozumět vesmíru na té nejzákladnější úrovni,” řekl Thompson.
Budoucnost částicové fyziky závisí na odvážných investicích a pokračující vědecké ambici. CERN se pod Thompsonovým vedením připravuje na novou éru objevů, i kdyby to znamenalo dočasné vypnutí nejvýkonnějšího stroje světa.
