Future Circular Collider

Il Future Circular Collider (FCC) è il progetto (parte della European Strategy for Particle Physics) destinato a succedere (entro il 2035) al Large Hadron Collider presso il CERN.^[1]

Grazie ad LHC la conoscenza del Modello standard è stata sperimentalmente approfondita; in particolare, nel 2012 è stato possibile confermare l'esistenza del celebre bosone di Higgs. FCC consentirà collisioni ad energie maggiori di LHC (e degli altri acceleratori attualmente esistenti). Potenzialmente, i futuri esperimenti arricchiranno ulteriormente il Modello Standard: quest’ultimo, infatti, non è mai stato esplorato per energie superiori agli 8 TeV e costituisce (a detta, ad esempio della direttrice del CERN Fabiola Gianotti) un puzzle che ha molte lacune.^[1] Attualmente, il Modello Standard descrive il 5% dell'universo, ovvero quanto è stato possibile osservare direttamente e spiegare attraverso particelle note.

La prevalenza della materia sull’antimateria (la cosiddetta "asimmetria barionica"), l'essenza della materia oscura, la massa quasi nulla del neutrino e l’eventuale esistenza di altre interazioni fondamentali rimangono, ad oggi, inspiegabili. Obiettivo del FCC sarà, inoltre, effettuare misure più precise per quanto riguarda le proprietà del bosone di Higgs.

Il progetto è in discussione dal 2013. Nel 2018 sono stati pubblicati i 4 volumi del CDR (Conceptual Design Report), che chiariscono gli scopi, gli strumenti e la roadmap per poter costruire il nuovo acceleratore. Dovrebbe consistere in un collider da 100 TeV max (LHC invece arriva, al massimo, a 14 TeV^[1]), inserito in un tunnel lungo 100 km (LHC è invece lungo 27 km^[1]), e prevede tre nuovi acceleratori:^[2]^[3]^[4]

FCC-hh (protone/protone e ione/ione);

FCC-ee (elettrone/positrone);

FCC-he (elettrone/protone).

Le tecnologie chiave saranno:

Magneti a 16 Tesla;

Sistema per l'accelerazione (cavità superconduttive a radiofrequenza, potenza di 100 MW) per il trasferimento della potenza dalla rete elettrica ai fasci di particelle cariche;

Sistema criogenico.

Note

^ ^a ^b ^c ^d Elena Dusi, Fabiola Gianotti: "Sveleremo i segreti dell'universo". Si studia un acceleratore da 100 km, in la Repubblica, 14 aprile 2016.
^ F. Zimmerman, M. Benedikt, D. Schulte, J. Wenninger, Challenges for Highest Energy Circular Colliders (PDF), ISBN 978-3-95450-132-8. URL consultato il 13 dicembre 2018 (archiviato dall'url originale il 25 febbraio 2016).
^ Hinchliffe, I.; Kotwal, A.; Mangano, M. L.; Quigg, C.; Wang, L.-T., Luminosity goals for a 100-TeV, in International Journal of Modern Physics, A. 30 (23): 1544002, 2015.
^ Ellis, J.; You, T., Sensitivities of Prospective Future e+e− Colliders to Decoupled New Physics, in Journal of High Energy Physics, 2016 (3): 89, 2016.