Суперсиметрия, паралелни вселени, нови сили: ЦЕРН се подготвя за ерата след Хигс

Миналата седмица във Венеция се проведе голяма среща на над 600 учени, които обсъдиха бъдещето на европейската физика на елементарните частици и нейната роля на световната сцена. Симпозиумът беше важна стъпка в процеса на актуализиране на Европейската стратегия за физика на елементарните частици, в която изследователите оценяват научните приоритети и технологичните подходи за средносрочен и дългосрочен период.

Очаква се окончателните препоръки на стратегията да бъдат предадени на Съвета на ЦЕРН в началото на 2026 година. Конкретните проекти ще бъдат одобрявани отделно, като се вземат предвид тези препоръки и други фактори.

В предишната версия на стратегията, приета през 2020 година се подчертаваше необходимостта от запазване на водещата роля на Европа в областта на науката и технологиите. Тогава като приоритет беше предложено създаването на т.нар. фабрика на Хигс – ускорител на електрони и позитрони, който трябва да замени Големия адронен колайдер, чието завършване е планирано за 2041 година. Спешността на търсенето на нови решения във физиката на елементарните частици се потвърждава от факта, че дори най-мощният Голям адронен колайдер все още не е в състояние да открие много от очакваните частици. В документа се говори и за дългосрочната цел на Европа да изгради най-мощния протонен колайдер.

Генералният директор на ЦЕРН Фабиола Джианоти заяви, че сега е подходящият момент за формиране на ново научно бъдеще. Тя подчерта, че международната общност на ЦЕРН вече е доказала способността си да изпълнява най-сложните проекти и това е основният ресурс при подготовката на следващите стъпки.

За участие в симпозиума бяха получени 266 кандидатури от членове на научната общност, обхващащи всички области на съвременната физика на елементарните частици. Изследователи от 40 държави, включително млади учени проявиха интерес към амбициозна и иновативна изследователска програма, която ще позволи на ЦЕРН да запази статута си на световен лидер. Силен акцент е поставен върху разнообразието от подходи и интегрирането на методи извън колайдерите. Бяха представени и идеи от сродни дисциплини като ядрената и астрофизиката.

Една от основните задачи на стратегията остава изборът на най-обещаващия ускорител, който да замени LHC.

В отговор на препоръките от 2020 година беше изготвен доклад за проекта „Бъдещ кръгов колайдер“ – пръстеновидно ускорително съоръжение с дължина 91 километра, което първоначално ще се използва за електронни и позитронни сблъсъци, а по-късно и за експерименти с протонни сблъсъци. Проектът се разглежда в контекста на глобалната конкуренция, тъй като Китай и Европа се борят за изграждането на следващото поколение мегаколайдери. Документът е публикуван през март. Другите обсъждани варианти включват линеен електронен и позитронен колайдер, компактни ускорители в съществуващия тунел на LHC и проект за мюонен колайдер, който все още е във фаза на дългосрочни изследвания.

Предварителната позиция на националните научни общности от страните – членки на ЦЕРН, като цяло е в подкрепа на проекта FCC въз основа на неговите научни перспективи и стратегическо значение. Въпреки това обсъждането на алтернативи продължава. Понастоящем експертни групи извършват сравнителна оценка на всички предложени проекти по редица параметри, включително физически потенциал, въздействие върху околната среда, технологична зрялост, разходи, човешки ресурси и време за изпълнение.

Председателят на Съвета на ЦЕРН Костас Фунтас изрази задоволството си, че заключенията на актуализираната стратегия за 2020 година и тяхното изпълнение чрез проекта FCC са получили широка подкрепа сред специалистите. Той припомни, че откриването на Хигс бозона през 2012 гoдина е началото на нов етап в научните изследвания и по-нататъшният напредък е възможен само с нови съоръжения, способни да реализират амбициозна научна програма.

Окончателните препоръки на стратегията ще бъдат особено важни, тъй като забавянето на избора на наследник на LHC може да се отрази на позицията на ЦЕРН в света и да намали интереса на учените от други държави.

След богатата дискусия във Венеция диалогът ще продължи през следващите месеци. Допълнителните предложения от националните групи трябва да бъдат представени до 14 ноември. Те, заедно с резултатите от симпозиума ще бъдат в основата на окончателния проект на стратегията, който се очаква да бъде готов през декември.

Карл Якобс, секретар на стратегията отбеляза активното участие на учени от Европа и други региони в обсъждането на представените идеи. Той допълни, че фокусът не е бил само върху колайдерите, а и върху приоритетите в други области на физиката. Очаква се дискусията да продължи до заключителния етап на стратегията за 2026 година.