ENGINEERINGNET.BE - De internationale FCC samenwerking heeft een studie gepubliceerd voor een nieuwe cirkelvormige, ondergrondse deeltjesversneller van 100 kilometer omtrek bij CERN. De FCC-versneller reikt bij Genève deels onder het Meer van Genève en tot ver in Frankrijk en bevindt zich tot 300 meter onder de grond.
In de machine kunnen deeltjesbundels op elkaar worden geschoten met tot bijna tienmaal zoveel energie (100 TeV) als het maximum van de huidige LHC-versneller.
Bij zulke botsingen kunnen in detail de eigenschappen bestudeerd worden van het in 2012 op CERN aangetoonde Higgs-deeltje. Dit is een absolute prioriteit voor iedere toekomstige deeltjesversneller, aldus het FCC.
Daarnaast gaat het om de speurtocht naar nieuwe onbekende deeltjes, die mogelijk het bestaan van donkere materie kunnen verklaren of waarom er veel meer materie is dan antimaterie.
In eerste instantie wordt een versneller voorzien voor elektronen en hun antideeltjes: positronen met een energie van 90-365 GeV. Dat is minder energie dan de LHC-versneller nu levert, maar omdat elektronen en positronen puntdeeltjes zijn in plaats van protonen met een inwendige structuur, worden de metingen aan Higgs-deeltjes veel nauwkeuriger.
Later kunnen in dezelfde 100-kilometer lange versnellertunnel ook proton-protonbotsingen worden gemaakt, met extreme energieën tot 100 TeV. Onderzoekers hopen er zicht mee te krijgen op de wereld voorbij het zogeheten Standaard Model, dat alle bekende deeltjes tot nog toe met elkaar in verband brengt, maar ook vragen openlaat.
De deeltjesbundels zullen in de FCC in hun cirkelbanen worden gehouden met nieuwe geavanceerde supergeleidende magneten. Daarvoor is nog veel R&D nodig.
De LHC-versneller kan als voorversneller voor de FCC worden hergebruikt. In de ontwerpen wordt rekening gehouden met vier grote ondergrondse detectoren, die de botsingen van deeltjes op verschillende manieren bestuderen.
De kosten voor de FCC-versneller bedragen circa 9 miljard euro, waarvan 5 miljard voor de aanleg van de 100 kilometer lange tunnel. Deze versneller kan 15 tot 20 jaar wetenschappelijke gegevens leveren en daarna naar een proton-machine worden omgebouwd.
Video:
