Vật lý châu Âu tiết lộ kế hoạch xây dựng máy gia tốc mới

Các nhà vật lý hạt châu Âu mới thông báo thiết kế về mặt khái niệm cho một máy gia tốc kế tục Máy gia tốc hạt lớn (LHC), cỗ máy được chứa trong đường hầm dạng vòng tròn có chu vi 27 km.

Vật lý châu Âu tiết lộ kế hoạch xây dựng máy gia tốc mới
Máy gia tốc hạt mới có thể đặt trong đường hầm vòng tròn 100km (đỏ) gần LHC của CERN (xanh lam). Nguồn: CERN.

Thông báo của họ kêu gọi xây dựng một máy gia tốc hạt lớn hơn, có thể nằm trong một đường hầm có chu vi 100 km để nghiên cứu chi tiết hơn về hạt Higg boson, loại hạt mới kỳ lạ mà chỗ máy LHC từng khám phá vào năm 2012. Cỗ máy mới, Máy va chạm vòng tròn tương lai (FCC), có thể cần tới 9 tỷ euro kinh phí đầu tư và dự kiến bắt đầu được vận hành vào năm 2040, sau khi LHC được lập kế hoạch dừng vận hành, theo một thông báo của Trung tâm hạt nhân châu Âu (CERN) - phòng vật lý hạt châu Âu gần Geneva, Thụy Sỹ.

LHC làm gia tốc các hạt proton va đập với các hạt proton để tạo ra các va chạm đạt mức năng lượng cao nhất. Tương phản với LHC, cỗ máy FCC đang được đề xuất có thể gia tốc các eletron va chạm với các bản sao phản vật chất của chúng, các hạt positron tại mức năng lượng 35 lần thấp hơn so với LHC (nhưng cao hơn với bất kỳ máy gia tốc electron-positron nào trước đó). Các va đập electron-positron có thể vẫn sẽ đạt được năng lượng đủ để tạo ra Higgs bosons nhưng chúng có thể “sạch” hơn để các nhà nghiên cứu có thể dễ phân tích hơn là các va chạm ở LHC. Đó là bởi vì các proton là những vật thể hỗn độn được tạo ra từ các hạt khác là quarks và gluons. Một cách tương phản, như các nhà vật lý đều biết, các electron và positron là những hạt cơ bản bất khả phân.

Loading...

Máy gia tốc electron-positron này có thể giúp khám phá những điều bí ẩn của vật lý vượt cả Mô hình chuẩn phổ biến của các nhà khoa học bằng việc kiếm tìm độ sai lệch giữa sự phân rã của Higgs và các dự đoán của Mô hình chuẩn. FCC có thể được coi như một nấc thang để máy gia tốc proton trong tương lai khác có thể đạt được mức năng lực cao gấp 7 lần so với LHC để có thể tìm ra sự tồn tại của những hạt mới, vốn chỉ được dự đoán là tồn tại bên cạnh electron-positron. Cỗ máy này có thể ở mức giá 15 tỷ euro và có thể đặt vừa đường hầm của FCC vào giữa những năm 2050 hoặc chậm hơn. FCC có thể giúp tạo ra cỗ máy cơ bản phù hợp với đường hầm trị giá 5 triệu euro.

CERN đã thành công với những tầm nhìn về đường hầm trước đây. Họ đã xây dựng máy gia tốc Electron-Positron lớn (LEP), được vận hành từ năm 1989 đến 2001, để nghiên cứu chi tiết về các hạt mô hình chuẩn W và Z bosons. Sau đó, CERN đã dừng vận hành LEP và xây dựng LHC trong cùng đường hầm.

Dẫu sao, các nhà châu Âu sẽ phải cạnh tranh. Các nhà vật lý Trung Quốc có kế hoạch xây dựng một Máy va chạm positron điện tử vòng tròn (CEPC) trong đường hầm có đường kính 100 km, có lẽ vào năm 2030, và theo sau nó là một máy gia tốc proton nữa. Trong khi đó, các nhà vật lý Nhật Bản hi vọng xây một máy gia tốc tuyến tính. Những chiếc máy này có thể cho các electron và positrons va đập để sinh hạt Higgs bosons. Các nhà nghiên cứu tại CERN đã có kế hoạch xây dựng một máy gia tốc tuyến tính hoạt động theo một kỹ thuật gia tốc nhiều nét mới hơn.

Loading...
TIN CŨ HƠN
Tìm hiểu về lễ hội Halloween

Tìm hiểu về lễ hội Halloween

Ngày lễ Halloweem xuất phát từ một nghi lễ ở các nước phương Tây, vào ngày 31/10 hàng năm, ngay đêm trước lễ các thánh Nam Nữ.

Đăng ngày: 29/10/2019
Lễ hội ma Halloween và những điều bạn chưa biết

Lễ hội ma Halloween và những điều bạn chưa biết

Halloween là lễ hội thường niên diễn ra vào cuối tháng 10 đầu tháng 11, nhưng đó là lễ hội để tưởng niệm cái gì? Tại sao người ta phải hoá trang và ăn mặc gớm ghiếc đến thế?

Đăng ngày: 29/10/2019
Sự thật thú vị về thần Zeus trong thần thoại Hy Lạp

Sự thật thú vị về thần Zeus trong thần thoại Hy Lạp

Thần Zeus trong thần thoại Hy Lạp là một vị thần quyền lực, có hàng chục người con với 12 vị thần...

Đăng ngày: 18/09/2019
Các trò chơi dân gian không thể nào quên dịp Tết Trung Thu

Các trò chơi dân gian không thể nào quên dịp Tết Trung Thu

Cứ mỗi mùa Trung thu, hẳn không ít người lại bồi hồi nhớ về tuổi thơ với những trò chơi không thể nào quên...

Đăng ngày: 12/09/2019
Tại sao nước biển lại mặn?

Tại sao nước biển lại mặn?

Tất cả nước trên hành tinh của chúng ta, kể cả nước mưa, đều chứa những hợp chất hóa học mà các nhà khoa học gọi là "muối"

Đăng ngày: 24/02/2019
Vì sao cúng ông Công ông Táo lại chỉ thả cá chép?

Vì sao cúng ông Công ông Táo lại chỉ thả cá chép?

Trong các lễ vật cúng ông Công ông Táo vào ngày 23 tháng Chạp hàng năm, không thể thiếu cá chép. Vậy tại sao lại chỉ thả cá chép mà không phải con vật nào khác?

Đăng ngày: 28/01/2019
Cúng ông Công ông Táo trong bếp hay trên bàn thờ?

Cúng ông Công ông Táo trong bếp hay trên bàn thờ?

Khi cúng ông Táo, nếu gia đình không có ban thờ Táo quân riêng thì phải thắp hương ở ban thờ thần linh hoặc gia tiên chứ không nên cúng lễ ở bếp.

Đăng ngày: 28/01/2019
Tiêu điểm
Khoa Học News