Войти
| Пересекающиеся кольца для хранения | ЦЕРН, 1971–1984 гг. |
|---|---|
| Протонно-антипротонный коллайдер ( SPS ) | ЦЕРН, 1981–1991 гг. |
| ИЗАБЕЛЬ | BNL, отменен в 1983 г. |
| Теватрон | Фермилаб, 1987–2011 гг. |
| Сверхпроводящий суперколлайдер | Отменено в 1993 г. |
| Релятивистский коллайдер тяжелых ионов | BNL, 2000 – настоящее время |
| Большой адронный коллайдер | ЦЕРН, 2009 – настоящее время |
| Круговой коллайдер будущего | Предложил |
Будущие кольцевые коллайдеры, рассматриваемые в рамках исследования FCC, по сравнению с предыдущими круговыми коллайдерами. Будущий круговой коллайдер ( FCC) представляет собой предлагаемый пост- БАКА ускоритель частиц с энергией значительно выше, чем у предыдущих круговых коллайдеров ( СПС, Тэватрон, БАК ). В проекте FCC исследуются сценарии для трех различных типов столкновений частиц: столкновения адронов (протон-протон и тяжелый ион) в конструкции коллайдера, известной как FCC-hh, столкновения электронов и позитронов в конструкции коллайдера, известной как FCC-ee, и столкновения протонов с столкновения электронов в конструкции коллайдера, известной как FCC-eh.
В FCC-hh суммарная энергия каждого луча составляет 560 МДж. При энергии столкновения центра масс 100 ТэВ (против 14 ТэВ на LHC) общее значение энергии увеличивается до 16,7 ГДж. Эти значения полной энергии превышают нынешний LHC почти в 30 раз.
ЦЕРН провел исследование FCC, посвященное изучению возможности различных сценариев коллайдера частиц с целью значительного увеличения энергии и светимости по сравнению с существующими коллайдерами. Он призван дополнить существующие технические разработки для линейных электронно-позитронных коллайдеров ( ILC и CLIC ).
В исследовании исследуется потенциал адронных и лептонных кольцевых коллайдеров, проводится анализ инфраструктуры и концепций работы, а также рассматриваются программы технологических исследований и разработок, которые потребуются для создания и эксплуатации будущего кольцевого коллайдера. Отчет о концептуальном проекте был опубликован в начале 2019 года, как раз к следующему обновлению Европейской стратегии по физике элементарных частиц.
Исследование ЦЕРН было инициировано как прямой ответ на высокоприоритетную рекомендацию обновленной Европейской стратегии по физике элементарных частиц, опубликованной в 2013 году, в которой содержится призыв: «ЦЕРН должен провести исследования по проектированию ускорительных проектов в глобальном контексте, с акцентом на протон-протонную и электронно-позитронные высокоэнергетические пограничные машины. Эти проектные исследования следует сочетать с интенсивной программой исследований и разработок ускорителей, включая сильнопольные магниты и высокоградиентные ускоряющие структуры, в сотрудничестве с национальными институтами, лабораториями и университетами по всему миру ". Цель состояла в том, чтобы проинформировать следующее обновление Европейской стратегии физики элементарных частиц (2019-2020) и более широкое физическое сообщество о возможности создания кольцевых коллайдеров, дополняющих предыдущие исследования линейных коллайдеров, а также другие предложения по экспериментам по физике элементарных частиц.
Запуск исследования FCC также соответствовал рекомендациям Группы по приоритизации проекта физики элементарных частиц (P5) США и Международного комитета по ускорителям будущего (ICFA).
Открытие бозона Хиггса на LHC, наряду с отсутствием до сих пор каких-либо явлений, выходящих за рамки Стандартной модели, в столкновениях в центре масс с энергиями до 8 ТэВ, вызвало интерес к будущим кольцевым коллайдерам, которые расширят границы энергии и точности. дополнительные исследования для будущих линейных машин. Открытие «легкого» бозона Хиггса с массой 125 ГэВ изменило дискуссию о круглом лептонном коллайдере, который позволил бы детально изучить и точно измерить эту новую частицу. При изучении нового окружного туннеля длиной 80–100 км (см. Также VLHC ), который мог бы поместиться в районе Женевы, стало ясно, что будущий кольцевой лептонный коллайдер может обеспечить энергию столкновения до 400 ГэВ (что позволяет производить верхние кварки) при небывалой светимости. Дизайн FCC-ee (ранее известный как TLEP (Triple-Large Electron-Positron Collider)) сочетал в себе опыт, накопленный LEP2 и новейшими заводами B.
Двумя основными ограничениями производительности кругового ускорителя являются потери энергии из-за синхротронного излучения и максимальное значение магнитных полей, которое может быть получено в поворотных магнитах для удержания энергетических лучей по круговой траектории. Синхротронное излучение имеет особое значение при проектировании и оптимизации кольцевого лептонного коллайдера и ограничивает максимальную достижимую энергию, поскольку это явление зависит от массы ускоряемой частицы. Для решения этих проблем необходима сложная конструкция машины, а также развитие таких технологий, как ускоряющие (ВЧ) резонаторы и сильнопольные магниты.
Будущие лептонные коллайдеры «границы интенсивности и светимости», подобные тем, которые рассматриваются в исследовании FCC, позволят с очень высокой точностью изучить свойства бозона Хиггса, W- и Z-бозонов и топ-кварка, фиксируя их взаимодействия с точностью не менее на порядок лучше, чем сегодня. FCC-ee может собирать 10 ^ 12 Z-бозонов, 10 ^ 8 пар W, 10 ^ 6 бозонов Хиггса и 4 х 10 ^ 5 пар топ-кварков в год. В качестве второго шага коллайдер «энергетической границы» на 100 ТэВ (FCC-hh) мог бы стать «машиной открытия», предлагающей восьмикратное увеличение энергии по сравнению с нынешней энергетической досягаемостью LHC.
Интегрированный проект FCC, объединяющий FCC-ee и FCC-hh, будет опираться на общую и рентабельную техническую и организационную инфраструктуру, как в случае с LEP, за которым следует LHC. Такой подход улучшает на несколько порядков чувствительность к неуловимым явлениям при малой массе и на порядок открывает новые частицы самых высоких масс. Это позволит однозначно отобразить свойства бозона Хиггса и электрослабого сектора и расширить исследования различных частиц-кандидатов в темную материю, дополняя другие подходы с пучками нейтрино, экспериментами без коллайдеров и астрофизическими экспериментами.
БАК значительно продвинул наше понимание материи и Стандартной модели (СМ). Открытие бозона Хиггса завершило содержание Стандартной модели физики элементарных частиц, теории, которая описывает законы, управляющие большей частью известной Вселенной. Тем не менее Стандартная модель не может объяснить несколько наблюдений, таких как:
LHC открыл новую фазу детального изучения свойств бозона Хиггса и того, как он взаимодействует с другими частицами СМ. Будущие коллайдеры с более высокой энергией и частотой столкновений будут в значительной степени способствовать выполнению этих измерений, углублению нашего понимания процессов Стандартной модели, проверке ее пределов и поиску возможных отклонений или новых явлений, которые могут дать подсказки для новой физики.
Исследование Future Circular Collider (FCC) разрабатывает варианты потенциальных граничных круговых коллайдеров высоких энергий в ЦЕРНе для эпохи после LHC. Среди прочего, он планирует искать частицы темной материи, на которые приходится примерно 25% энергии наблюдаемой Вселенной. Хотя ни один эксперимент на коллайдерах не может исследовать весь диапазон масс темной материи (ТМ), разрешенный астрофизическими наблюдениями, существует очень широкий класс моделей для слабовзаимодействующих массивных частиц (WIMP) в масштабе масс ГэВ - десятки ТэВ, и которые может быть в диапазоне FCC.
FCC может также возглавить прогресс в прецизионных измерениях электрослабых прецизионных наблюдаемых (EWPO). Измерения сыграли ключевую роль в консолидации Стандартной модели и могут служить ориентиром для будущих теоретических разработок. Более того, результаты этих измерений могут содержать данные астрофизических / космологических наблюдений. Повышенная точность, предлагаемая интегрированной программой FCC, увеличивает потенциал открытия новой физики.
Кроме того, FCC-hh позволит продолжить программу исследований ультрарелятивистских столкновений тяжелых ионов с RHIC и LHC. Более высокие энергии и светимости, предлагаемые FCC-hh при работе с тяжелыми ионами, откроют новые возможности в изучении коллективных свойств кварков и глюонов.
Исследование FCC также предусматривает точку взаимодействия электронов с протонами (FCC-eh). Эти измерения глубоко неупругого рассеяния позволят разрешить партонную структуру с очень высокой точностью, обеспечивая точное измерение константы сильной связи с точностью до промилле. Эти результаты необходимы для программы прецизионных измерений и еще больше улучшат чувствительность поиска новых явлений, особенно при больших массах.
Пять процентов материи и энергии Вселенной можно наблюдать напрямую. Стандартная модель физики элементарных частиц описывает это точно. А как насчет остальных 95%? Первоначально в исследовании FCC был сделан акцент на протон-протонном (адронном или тяжелом ионном) коллайдере высоких энергий, в котором в качестве первого шага мог бы также разместиться высокоинтенсивный электронно-позитронный (э.и.) пограничный коллайдер. Однако после оценки готовности различных технологий и физической мотивации сотрудничество FCC разработало так называемую интегрированную программу FCC, предусмотренную в качестве первого шага FCC-ee со временем работы около 10 лет в различных диапазонах энергий от 90 ГэВ до 350 ГэВ, затем FCC-hh со сроком эксплуатации около 15 лет.
Коллаборация FCC определила технологические достижения, необходимые для достижения запланированной энергии и интенсивности, и выполняет оценку технической осуществимости критических элементов будущих кольцевых коллайдеров (например, высокополевые магниты, сверхпроводники, криогенные и вакуумные системы с радиочастотными резонаторами, энергетические системы, пучок света). экранная система, ао). Проект должен продвигать эти технологии, чтобы соответствовать требованиям машины после LHC, а также для обеспечения широкомасштабного применения этих технологий, что может привести к их дальнейшей индустриализации. В исследовании также содержится анализ инфраструктуры и эксплуатационных затрат, которые могут обеспечить эффективную и надежную работу будущей крупномасштабной исследовательской инфраструктуры. Стратегические НИОКР, определенные в CDR, в ближайшие годы будут сосредоточены на минимизации затрат на строительство и энергопотребления, при одновременном максимальном социально-экономическом воздействии с акцентом на преимущества для промышленности и обучение.
Ученые и инженеры также работают над концепциями детекторов, необходимых для решения вопросов физики в каждом из сценариев (hh, ee, he). Программа работы включает экспериментальные исследования и концептуальные исследования детекторов, позволяющие исследовать новую физику. Детекторные технологии будут основаны на концепциях экспериментов, предполагаемых характеристиках коллайдера и физических примерах. Новые технологии должны быть разработаны в различных областях, таких как криогеника, сверхпроводимость, материаловедение и информатика, включая новые концепции обработки и управления данными.
В исследовании FCC были разработаны и оценены три концепции ускорителей для отчета о концептуальном дизайне.
Лептонный коллайдер с энергией столкновения в центре масс от 90 до 350 ГэВ считается потенциальным промежуточным шагом на пути к реализации адронной установки. Чистые экспериментальные условия дали e + e - накопительные кольца прочный рекорд как для измерения известных частиц с высочайшей точностью, так и для исследования неизвестного.
В частности, высокая светимость и улучшенная обработка лептонных пучков дадут возможность измерять свойства Z, W, частиц Хиггса и верхних частиц, а также сильное взаимодействие с повышенной точностью.
Он может искать новые частицы, взаимодействующие с хиггсовскими и электрослабыми бозонами, вплоть до масштабов Λ = 7 и 100 ТэВ. Более того, измерения невидимых или экзотических распадов бозонов Хиггса и Z открыли бы потенциал для открытия темной материи или тяжелых нейтрино с массами ниже 70 ГэВ. Фактически, FCC-ee может позволить провести глубокие исследования нарушения электрослабой симметрии и открыть широкий косвенный поиск новой физики на несколько порядков по энергии или взаимодействиям.
Реализация лептонного коллайдера на границе интенсивности, FCC-ee, в качестве первого шага требует подготовительного этапа продолжительностью почти 8 лет, за которым следует этап строительства (вся гражданская и техническая инфраструктура, машины и детекторы, включая ввод в эксплуатацию) продолжительностью 10 лет. Предполагается, что последующая эксплуатация установки FCC-ee будет продолжаться 15 лет, чтобы завершить намеченную в настоящее время программу по физике. Это составляет в общей сложности почти 35 лет на строительство и эксплуатацию FCC-ee.
Адронный коллайдер будущего с энергетической границей сможет обнаруживать носители силы новых взаимодействий с массой до 30 ТэВ, если они существуют. Более высокая энергия столкновения расширяет диапазон поиска частиц темной материи далеко за пределы области ТэВ, в то время как суперсимметричные партнеры кварков и глюонов могут быть найдены при массах до 15-20 ТэВ, а поиск возможной субструктуры внутри кварков может быть расширен вниз. на шкалы расстояний 10 −21 м. Из-за более высокой энергии и частоты столкновений будут произведены миллиарды бозонов Хиггса и триллионы топ-кварков, что создаст новые возможности для изучения редких распадов и физики ароматов.
Адронный коллайдер также расширит изучение взаимодействий Хиггса и калибровочных бозонов до энергий, значительно превышающих шкалу ТэВ, что даст возможность подробно проанализировать механизм, лежащий в основе нарушения электрослабой симметрии.
В столкновениях тяжелых ионов коллайдер FCC-hh позволяет исследовать коллективную структуру вещества в более экстремальных условиях плотности и температуры, чем раньше.
Наконец, FCC-eh увеличивает гибкость исследовательской программы, предлагаемой этим новым учреждением. Благодаря огромной энергии, обеспечиваемой протонным пучком 50 ТэВ, и потенциальной доступности электронного пучка с энергией порядка 60 ГэВ, открываются новые горизонты для физики глубоко неупругого рассеяния. Коллайдер FCC будет одновременно и высокоточной фабрикой Хиггса, и мощным микроскопом, который сможет обнаруживать новые частицы, изучать взаимодействия кварков и глюонов и исследовать возможные дальнейшие субструктуры материи в мире.
В интегрированном сценарии FCC подготовительный этап для адронного коллайдера на границе энергии, FCC-hh, начнется в первой половине этапа эксплуатации FCC-ee. После прекращения работы FCC-ee будет произведен демонтаж оборудования, ограниченные строительные работы и адаптация общей технической инфраструктуры с последующими установкой и вводом в эксплуатацию оборудования и детектора FCC-hh, что в общей сложности займет около 10 лет. Предполагается, что продолжительность последующей эксплуатации установки FCC-hh составит 25 лет, в результате чего в общей сложности строительство и эксплуатация FCC-hh составит 35 лет.
Поэтапная реализация обеспечивает временное окно 25–30 лет для НИОКР по ключевым технологиям для FCC-hh. Это могло бы позволить рассмотреть альтернативные технологии, например, высокотемпературные сверхпроводящие магниты, и должно привести к улучшенным параметрам и снижению рисков реализации по сравнению с непосредственным строительством после HL-LHC.
Адронный коллайдер высоких энергий, размещенный в том же туннеле, но использующий новые дипольные магниты класса FCC-hh 16T, может расширить нынешнюю границу энергии почти в 2 раза (энергия столкновения 27 ТэВ) и обеспечить интегральную светимость, по крайней мере, в 3 раза. больше, чем HL-LHC. Эта машина могла бы предложить первое измерение самосвязывания Хиггса и непосредственно производить частицы со значительными скоростями в масштабах до 12 ТэВ - почти вдвое увеличивая масштабы открытия HL-LHC для новой физики. В проекте повторно используется существующая подземная инфраструктура LHC и большие части инжекторной цепи в ЦЕРНе.
Предполагается, что HE-LHC будет вмещать две точки взаимодействия с высокой светимостью (IP) 1 и 5 в местах проведения нынешних экспериментов ATLAS и CMS, в то время как на нем могут быть проведены два вторичных эксперимента в сочетании с инъекцией, как на нынешнем LHC.
HE-LHC мог бы стать преемником HL-LHC и обеспечить программу исследований на 20 лет после середины 21 века.
Поскольку разработка ускорителя частиц следующего поколения требует новой технологии, в исследовании FCC было изучено оборудование и машины, необходимые для реализации проекта, с учетом опыта прошлых и нынешних проектов ускорителей.
Исследование FCC стимулирует исследования в области сверхпроводящих материалов. Основы для этих достижений закладываются в целевых программах НИОКР:
Группа магнитов в ЦЕРНе произвела магнит с пиковым полем 16,2 тесла - почти вдвое больше, чем производятся нынешними диполями LHC - проложив путь для будущих более мощных ускорителей. 
Новые сверхпроводящие радиочастотные (ВЧ) резонаторы разработаны для ускорения частиц до более высоких энергий. Многие другие технологии из различных областей (физика ускорителей, сильнопольные магниты, криогеника, вакуум, гражданское строительство, материаловедение, сверхпроводники и т. Д.) Необходимы для надежной, устойчивой и эффективной работы.
Сверхпроводящие магниты с сильным полем являются ключевой технологией для создания пограничного адронного коллайдера. Чтобы направить пучок 50 ТэВ по туннелю длиной 100 км, потребуются диполи 16 тесла, что вдвое превышает силу магнитного поля LHC.
Эволюция сверхпроводящих магнитов Nb - Ti для использования в ускорителях частиц. Основные цели НИОКР по дипольным магнитам 16 Т Nb 3 Sn для ускорителя крупных частиц - доказать, что эти типы магнитов приемлемы с точки зрения качества ускорителя, и обеспечить адекватные характеристики по доступной цене. Поэтому цель состоит в том, чтобы вывести характеристики проводника за пределы существующих пределов, уменьшить требуемый «запас на линии нагрузки» с последующим сокращением использования проводника и размера магнита, а также разработать оптимизированную конструкцию магнита, максимизирующую производительность с точки зрения затрат.
Исследования и разработки в области магнита направлены на расширение диапазона работы ускорительных магнитов на основе низкотемпературных сверхпроводников (НТС) до 16 Тл и изучение технологических проблем, связанных с использованием высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) для магнитов ускорителей в диапазоне 20 Тл. диапазон.
Лучи, которые движутся в круговом ускорителе, теряют определенный процент своей энергии из-за синхротронного излучения : до 5% за каждый оборот для электронов и позитронов, гораздо меньше для протонов и тяжелых ионов. Для поддержания их энергии система радиочастотных резонаторов постоянно обеспечивает до 50 МВт на каждый луч. Исследование FCC запустило специальные направления исследований и разработок по новой технологии сверхпроводящего тонкопленочного покрытия, которая позволит работать с высокочастотными резонаторами при более высоких температурах (CERN, Courier, апрель 2018 г.), тем самым снизив электрические требования для криогеники и уменьшив необходимое количество резонаторов. благодаря увеличению ускоряющего градиента. Текущие исследования и разработки, проводимые в тесном сотрудничестве с сообществом линейных коллайдеров, направлены на повышение пикового КПД клистронов с 65% до более 80%. Ускоряющие резонаторы Nb- Cu с высокой температурой и высоким градиентом и высокоэффективные источники ВЧ-мощности могут найти множество применений в других областях.
Сжижение газа - энергоемкая операция криогенной техники. В будущих лептонных и адронных коллайдерах будут интенсивно использоваться низкотемпературные сверхпроводящие устройства, работающие при 4,5 К и 1,8 К, что потребует очень крупномасштабного распределения, восстановления и хранения криогенных жидкостей.
Повышение эффективности холодильного цикла с 33% до 45% приводит к снижению затрат и мощности на 20%. В результате криогенные системы, которые необходимо разработать, в два-четыре раза превышают существующие системы и требуют повышенной готовности и максимальной энергоэффективности. Ожидается, что любые дальнейшие улучшения в криогенике найдут широкое применение в медицинских методах визуализации.
Вакуумная система с криогенным пучком для адронного коллайдера на границе энергии должна поглощать энергию 50 Вт на метр при криогенных температурах. Чтобы защитить холодный канал магнита от нагрузки на головку, вакуумная система должна быть устойчивой к эффектам электронного облака, очень прочной и стабильной в условиях сверхпроводящей закалки.
Он также должен обеспечивать быструю обратную связь при наличии эффектов импеданса. Для достижения этих уникальных термомеханических и электрических свойств коллимационных систем необходимо разработать новые композитные материалы. Такие материалы также могут быть дополнены продолжающимся исследованием тонкопленочного покрытия NEG, которое используется на внутренней поверхности медных вакуумных камер.
Адронный коллайдер на 100 ТэВ требует эффективных и надежных коллиматоров, поскольку в точках взаимодействия ожидается 100 кВт адронного фона. Кроме того, необходимы быстрые самонастраивающиеся системы управления с субмиллиметровыми коллимационными зазорами, чтобы предотвратить необратимое повреждение машины и управлять 8,3 ГДж, хранящимися в каждом луче.
Чтобы решить эти проблемы, исследование FCC ищет конструкции, которые могут выдерживать большие энергетические нагрузки с приемлемой переходной деформацией и без необратимых повреждений. Новые композиты с улучшенными термомеханическими и электрическими свойствами будут исследованы в сотрудничестве с программами FP7 HiLumi LHC DS и EuCARD2.
Большой адронный коллайдер в ЦЕРНе с обновленной версией High Luminosity является крупнейшим и самым мощным ускорителем частиц в мире, который, как ожидается, будет работать до 2036 года. Было выдвинуто несколько различных предложений по созданию исследовательской инфраструктуры в области физики элементарных частиц после БАК, включая как линейные, так и линейные. и круговые машины.
В исследовании FCC исследуются сценарии для различных коллайдеров круговых частиц, размещенных в новом 100-километровом окружном туннеле, основанном на традициях LEP и LHC, которые оба размещены в одном и том же 27-километровом окружном туннеле. Срок в 30 лет подходит для проектирования и строительства большого ускорительного комплекса и детекторов частиц.
Опыт эксплуатации LEP и LHC и возможность протестировать новые технологии на LHC высокой яркости обеспечивают основу для оценки осуществимости ускорителя частиц после LHC. В 2018 году коллаборация FCC опубликовала четырехтомный отчет о концептуальном проектировании (CDR) в качестве вклада в следующую Европейскую стратегию по физике элементарных частиц. Четыре тома сосредоточены на: (а) «Том 1: Возможности физики»; (б) «Том 2 FCC-ee: лептонный коллайдер»; c) «Том 3 FCC-hh: Адронный коллайдер»; и (d) "Том 4 БАК высоких энергий".
Значительное время разработки и строительства крупномасштабного ускорителя, составляющее около двадцати лет, требует скоординированных усилий. Исследование FCC, проводимое ЦЕРН, является результатом международного сотрудничества 135 исследовательских институтов и университетов и 25 промышленных партнеров со всего мира.
Исследование FCC было начато в ответ на рекомендацию, содержащуюся в обновленной Европейской стратегии физики элементарных частиц 2013, принятой советом CERN. Исследование проводится под руководством трех органов: Совета по международному сотрудничеству (ICB), Международного руководящего комитета (ISC) и Международного консультативного комитета (IAC).
Организация исследования FCC ICB анализирует потребности исследования в ресурсах и находит совпадения в рамках сотрудничества. Таким образом, он направляет вклады участников сотрудничества с целью создания географически сбалансированной и тематически дополняющей сети вкладов. ISC является контролирующим и главным руководящим органом для выполнения исследования и действует от имени сотрудничества.
ISC несет ответственность за надлежащее исполнение и реализацию решений ICB, определение и формулирование стратегического объема, индивидуальных целей и рабочей программы исследования. Его работе способствует Координационная группа, главный исполнительный орган проекта, который координирует отдельные рабочие пакеты и осуществляет повседневное управление исследованием.
Наконец, МАК рассматривает научно-технический прогресс исследования и представляет научные и технические рекомендации Международному руководящему комитету для содействия принятию важных технических решений.
Предлагаемый FCC ускоритель частиц подвергся критике за стоимость, при этом стоимость адронного коллайдера на границе энергии (FCC-hh) этого проекта, по прогнозам, превысит 20 миллиардов долларов США. Его способность делать новые открытия также подвергалась сомнению физиками. Физик-теоретик Сабина Хоссенфельдер раскритиковала соответствующий рекламный видеоролик за обрисовку широкого круга открытых проблем физики, несмотря на то, что ускоритель, вероятно, будет иметь потенциал для решения лишь небольшой части из них. Она отметила, что (по состоянию на 2019 год) «нет причин, по которым новые физические эффекты, такие как частицы, составляющие темную материю, должны быть доступны на следующем более крупном коллайдере».
Ответ на эту критику поступил как от сообщества физиков, так и от философов и историков науки, которые подчеркнули исследовательский потенциал любого будущего крупномасштабного коллайдера. Подробное обсуждение физики включено в первый том отчета о концептуальном дизайне FCC. Джан Джудис, глава физического отдела ЦЕРН, написал статью о «Будущем коллайдеров высоких энергий», в то время как другие комментарии исходили от Джереми Бернстайна, Лизы Рэндалл, Джеймса Бичема, Гарри Клиффа и Томмазо Дориго среди других. В недавнем теоретике интервью для Courier ЦЕРНА, Нима Arkani-Хамед не описал конкретные экспериментальные цели для коллайдера после LHC: «Хотя нет абсолютно никакой гарантии, мы будем производить новые частицы, мы, безусловно, стресс - тест наших существующих законов в наиболее экстремальных сред, которые мы когда-либо исследовали. Измерение свойств Хиггса, однако, гарантированно ответит на некоторые животрепещущие вопросы. [...] Фабрика Хиггса решительно ответит на этот вопрос с помощью точных измерений связи Хиггса с множеством другие частицы в очень чистой экспериментальной среде ». Более того, были некоторые философские ответы на эту дискуссию, в первую очередь от Микелы Массими, которая подчеркнула исследовательский потенциал будущих коллайдеров: «Физика высоких энергий прекрасно иллюстрирует другой способ мышления о прогрессе, где прогресс измеряется путем исключения реальных возможностей. путем исключения с высокой степенью достоверности (95%) определенных физически мыслимых сценариев и картирования таким образом пространства того, что может быть объективно возможным в природе. В 99,9% случаев физика развивается так, а в оставшееся время кто-то получает Нобелевскую премию. Приз за открытие новой частицы ».
Модернизация LHC [HL-LHC] с высокой светосилой была одобрена для продления срока его эксплуатации до середины 2030-х годов. Обновление облегчит обнаружение редких процессов и улучшит статистические измерения.
Исследование Future Circular Collider дополняет предыдущие исследования линейных коллайдеров. Компактный линейный коллайдер (КЛИК) был запущен в 1985 году в ЦЕРНе. CLIC изучает возможность создания лептонного (электронно-позитронного) коллайдера высокой энергии (до 3 ТэВ) и высокой светимости.
Международный линейный коллайдер представляет собой аналогичный проекту CLIC, планируется иметь энергию столкновения 500 ГэВ. Он представил свой отчет о техническом проектировании в 2013 году. В 2013 году эти два исследования сформировали организационное партнерство Linear Collider Collaboration (LCC) для координации и продвижения глобальных работ по разработке линейного коллайдера.
