Европейската организация за ядрени изследвания (ЦЕРН) направи първата стъпка към изграждането на 100-километров кръгъл ускорител на частици. Решението беше одобрено единодушно от Съвета на ЦЕРН, ръководния орган на организацията, на 19 юни след одобряването на плана от независим комитет през март.

ЦЕРН ще има нужда от сериозна финансова помощ за проекта, който се очаква да струва най-малко 21 млрд. евро (24 млрд. долара) и ще бъде продължение на известния Голям адронен колайдер на лабораторията (LHC). Новата машина, наименована Future Circular Collider (FCC), трябва да започне да сблъсква електрони с позитрони, античастицата на електрона, до средата на века. Колайдерът ще бъде изграден в подземен тунел близо до местоположението на ЦЕРН край Женева и ще даде възможност на физиците да проучат свойствата на Хигс бозона. По-късно тунелът ще приюти още по-мощна машина, която ще се сблъсква протони с протони, като се очаква да работи дълго след 2050 г.

Макар решението да не е окончателното, сега ЦЕРН може да положи значителни усилия за проектиране на ускорителя, да проучи неговата осъществимост и да не се занимава повече с алтернативните предложения за наследник на LHC като линеен ускорител на електрони и позитрони или ускорителя на мюони.

Стратегията очертава два етапа на развитие. Първо, ЦЕРН ще построи ускорител на електрони и позитрони, като целта ще бъде подробното изследване на Хигс бозона.

По-късно през века първата машина ще бъде демонтирана и заменена с ускорител на протони. Този колайдер ще достига енергии от 100 тераелектронволта (TeV) в сравнение с 14 TeV на LHC, който също сблъсква протони и в момента е най-мощният ускорител в света. Целта на суперускорителя ще бъде търсенето на нови елементарни частици и природни сили и разширяване или замяна на сегашния стандартен модел на физиката на частиците. Голяма част от технологиите, които ще са необходими за крайната машина, все още не са разработени и ще бъдат обект на интензивно проучване през следващите десетилетия.

Това е правилната посока, коментира пред списание Nature Ифанг Уан, който ръководи Института по физика на високите енергии (IHEP) на Китайската академия на науките в Пекин. Предложената нова машина на ЦЕРН е подобна на концепцията на Уан за китайски ускорител след откриването на Хигс бозона пред 2012 г. Подобно на стратегията на ЦЕРН Уан също предлага възможността за поставяне на протонен колайдер на по-късен етап - 27-километровият пръстен на LHC заема тунела, в който се помещаваше Големият електронен-позитронен ускорител на ЦЕРН през 90-те години.

Макар да подкрепя проекта за кръгъл ускорител, ЦЕРН ще проучи и участието си в отделен международен линеен колайдер (ILC) - по-стара идея, която е пазена жива от физиците в Япония. Хитоши Ямамото, физик от Университета "Тохоку" в Сендай, Япония, казва, че одобрението е обнадеждаващо. "Вярвам, че плановете за ILC може да преминат на следващото ниво."

Стратегията на ЦЕРН предвижда 2038 г. като дата за започване на изграждането на новия 100-километров тунел и електронно-позитронния ускорител. Дотогава лабораторията ще продължи да работи с модернизираната версия на LHC, наречена LHC High Luminosity, която в момента се разработва. Строежът се очаква да отнеме близо 10 години.

Но преди ЦЕРН да започне да изгражда новата си машина, ще трябва да се търси ново финансиране извън редовния бюджет, който получава от държавите членки. Крис Левелин Смит, бивш директор на организацията и физик от Университета в Оксфорд, казва, че може да се наложи страни извън Европа, включително САЩ, Китай и Япония, да се присъединят към ЦЕРН, за да създадат нова, глобална организация. "Почти сигурно ще е необходима нова структура", казва той.

Сред физиците има и такива, които не одобряват проекта. Сабине Хосенфелдер, теоретичен физик от Франкфуртския институт за напреднали изследвания в Германия, е против преследването на все по-високи енергии, когато постигането на целта - освен измерването на свойствата на известни частици - далеч не е гарантирана. "Все още мисля, че това не е добра идея", казва Хосенфелдер. "Говорим за влагане на десетки милиарди. Просто мисля, че няма достатъчно научен потенциал за извършване на такъв тип изследвания в момента."

Новият ускорител ще бъде неизследвана територия, признава Тара Шиърс, физик от Университета в Ливърпул. LHC имаше ясна цел - бозонът на Хигс, както и няколко добре мотивирани хипотези, но ситуацията сега е друга, казва тя. "В момента нямаме еквивалентна конкретна цел - и това прави проучванията още по-предизвикателни и с по-висок риск. Но знаем, че единственият начин да намерим отговори е чрез експерименти и единственото място да ги намерим е там, където още не сме успели да търсим."

В момента LHC се обновява и предстои да бъде рестартиран през май 2021 г. и да продължи работа до края на 2024 г., последващи експерименти са планирани за края на 2027 г.