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CERN、LHCの4倍大きい粒子加速器「FCC」概念設計を発表。未知の素粒子発見を目指す

でかすぎ

Munenori Taniguchi, @mu_taniguchi
2019年1月18日, 午前09:50 in Sciene
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欧州原子核研究機構(CERN)が、スイスとフランスの国境にまたがる世界最大の衝突型円型粒子加速器、大型ハドロン衝突型加速器(LHC:Large Hadron Colider)よりもはるかに広大な、新たな加速器Future Circlar Colider(FCC)の概念設計報告書を発表しました。

この報告書の作成には150の大学機関、1300人の貢献者によって5年の歳月を要したとのこと。FCCの総延長は100km、その建設にかかる予算規模は240億ドルに達します。大きすぎて簡単には規模が想像できませんが、現在もっとも大きなLHCでも総延長は27kmであり、FCCはその4倍ほどの大きさ、そして衝突のエネルギーは6倍に達するとのこと。

粒子加速器は、光速に近い速度でトンネルの中に粒子を射出し、それどうしが衝突したときに生成される物質を調べるための設備。LHCでは、2012年にヒッグス粒子が発見されて大きな話題になりました。最近ではその最大衝突エネルギーを13TeVへと強化する工事を実施し、むこう15年にわたる運用を計画しています。

しかし、実質的にヒッグス粒子以降新たな粒子の発見はなく、さらに大きな次世代加速器を望む声は高まっていました。

cern

CERNの理論部門を率いるジャン・ジュディチェ氏は「FCCの計画は、たとえば火星へ向かう旅行計画を天王星に変更するような大きな飛躍です」と述べ。そして「自然界のもっとも基本的なレベルのミステリーを解き明かすために、われわれは強固なプロジェクト体制を可能な限り高いエネルギーを用いる調査を実施したい」としました。

とはいえ、その建設にかかる費用は240億ドル(約2兆6140億円)とされ、誰もがそれほど大きな加速器が必要だ確信しているわけでもありません。そして、それだけの費用を投じてFCCが完成したところで、新たな粒子が必ず発見されるというわけでもありません。フランクフルト先進研究所の理論物理学者サビーヌ・ホッセンフェルダー氏はNatureに対し「それだけのお金があるなら、月の向こう側に電波望遠鏡を配備したり、軌道上に重力波検出器を置くほうが、科学全体への収益という点でより安全な投資になるでしょう」とコメントしています。

一方で、CERNの物理学者マイケル・ベネディクト氏は「FCCのような最大規模の取り組みとプロジェクトは国境を越えて各機関を結びつけるまさに大きな輪になるだろう」と述べて、予想される科学的な結果にかかわらず、建設する価値があるとしています。

ちなみに、次世代加速器の計画はFCCしかないというわけではありません。たとえばLHCのあとには1990年代から日本が主導する格好で計画が発展してきた国際リニアコライダー(ILC:International Linear Collider)があります。ただこちらはILCと重なる研究領域も計画に含まれる一方で、建設にかかる費用などの問題もあり、国内誘致の表明にはいまだ至っていません(表明期限は2019年3月7日)。

また近年科学技術立国の方針を鮮明化している中国にも、陽子・陽子衝突型加速器(SPPC:Super proton proton Collider)の建設計画などがあります。

なお、LHCそのものも、将来的にはさらにエネルギーを100TeV近くまで上げたHigh Luminosity LHC(HL-LHC)へと強化する計画が用意されています。



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Source: Nature, FCC
関連キーワード: cern, collider, design, lhc, physics, science, Sciene, tomorrow
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