در حال حاضر LHC بزرگترین شتاب دهنده در جهان است که از ابتدای راه‌اندازی‌اش، داده‌های ارزشمندی برای ما فراهم کرده است. اما LHC با تمام عظمتش، هنوز برای پاسخ دادن به سوالات بنیادی ما درباره‌ی ذرات، کوچک است! و درست به همین دلیل است که رقابت برای ساخت شتاب دهنده غول پیکرتری در اروپا و آسیا تشدید شده است. پس از خبر طراحی برخوددهنده‌ی عظیم چینی‌ها، این بار، خبرهای داغی از ساخت یک شتاب دهنده بزرگتر از سرن به گوش رسیده است. با دیپ لوک همراه باشید…
برخی از عمیق‌ترین اسرار جهان چنان مبهم باقی مانده‌اند که به نوعی انقلاب زیراتمی برای کشف آنها نیاز است. بدین منظور، فیزیکدانان اروپایی قصد ساخت شتاب دهنده عظیم‌الجثه‌ای برای ذرات را دارند. شتاب دهنده ای که LHC معروف با ۲۷ کیلومتر قطر در مقابلش، همانند یک آزمایش علمی دبیرستانی به نظر خواهد رسید. مقامات رسمی سازمان تحقیقات هسته‌ای اروپا (CERN) اخیرا نتایج مطالعاتی را ارائه کرده‌اند که از طراحی و ساخت فناوری‌هایی که انتظار می‌رود فصل بعدی فیزیک ذرات را می‌گشایند، خبر می‌دهد. برنامه‌ی آنها با یک شتاب دهنده دایره‌ای ۱۰۰ کیلومتری آغاز می‌شود که هزینه آن بالغ بر ۹ میلیارد یورو (۱۰ میلیارد دلار) برآورد شده است. در حال حاضر آن را با نام برخورددهنده‌ی دایره‌ای آینده (Future Circular Collider) یا به اختصار FCC معرفی کرده‌اند، هر چند ممکن است در آینده نام متفاوتی داشته باشد.
پادشاه کنونی سرن، یعنی LHC، یکی از مجموعه شتاب دهنده های ذرات در مرز سوییس و فرانسه در نزدیکی ژنو است. حلقه‌ی آهنرباهای ابررسانای آن، جریان‌های مخالف پروتون‌ها را به حد ۰/۹۹۹۹۹۹۹۹۰ سرعت نور می‌رساند. هر یک از این جریان‌ها، دارای انرژی بالغ بر ۶.۵ تراالکترون ولت است که برای ترکیب و بدست آمدن ذرات جدید و متنوع، کافی است. معروف‌ترین این ذرات بوزون هیگز بود؛ ذره‌ای که در دهه ۱۹۶۰ به عنوان مسول جرم گمشده، پیش‌بینی شده بود و در نهایت به صورت آزمایشگاهی در سال ۲۰۱۲ تایید شد. کشف بوزون هیگز، مجموعه اجزای پیش‌بینی شده‌ی مدل استاندارد را کامل کرد. حتی با اینکه این مدل تایید شد، جستجوی ما برای فهمیدن به مراتب بیشتر از گذشته شده است. بسیاری از پرسش‌های بزرگ، کماکان بی پاسخ مانده‌اند و فناوری فعلی قادر به فراهم کردن شواهد و نتایج برای پاسخگویی به این سوالات نیست. مثلا چرا گرانش نسبت به نیروهای دیگر بسیار ضعیف است؟ جرم بسیار کم نوترینو از کجا آمده است؟ چرا بوزون هیگز به طور باورنکردنی سبک است؟ پاد ماده‌ها در کجای جهان قرار دارند؟ و ماهیت واقعی چیزی که ما آن را ماده تاریک می‌نامیم چیست؟
برخورد انرژی‌های ۱۳ تراالکترون ولتی در LHC را فراموش کنید. امید می‌رود حلقه FCC، پروتون ها را به انرژی دیوانه‌کننده‌ی ۱۰۰ تراالکترون ولت برساند. البته سرن برای مرحله‌ی اول، مقدار انرژی کمتری را در نظر گرفته و در واقع دستگاهی را طراحی کرده که الکترونها را با پاد ماده خود، یعنی پوزیترونها برخورد می‌دهد. این طرح با آنچه که LHC می تواند با برخورد هادرون‌ها که جرم بیشتری نسبت به الکترونها دارند بدست آورد، متفاوت است. انرژی مرحله اول FCC، حتی به اندازه انرژی که در LHC مورد استفاده قرار می‌گیرد نخواهد بود، اما هنوز هم بیشترین مقدار انرژی است که تاکنون برای این نوع ذرات بدست آمده است. این انرژی برای تولد بوزون هیگز کافی بوده و نتیجه نهایی، بسیار آسان‌تر تحلیل خواهد شد.
با این حال، اضافه کردن یک شتاب دهنده ۱۰۰ کیلومتری پروتون، نیاز به یک سرمایه‌گذاری ۱۵ میلیارد دلاری دیگر خواهد داشت، بنابراین در بهترین حالت، اواسط همین قرن، باید منتظر راه‌اندازی آن باشیم. در این بین، چین برنامه‌های خود را دارد. برخورد‌دهنده دایره ای الکترون-پوزیترون چین با بودجه ۴.۳ میلیارد دلاری می‌تواند تا دهه‌ی ۲۰۳۰ رونمایی شود. ژاپن نیز می تواند نسخه خود را از یک شتاب دهنده تولید هیگز داشته باشد، اگر دولتش برای سرمایه گذاری روی این طرح، متقاعد شود.
