בשנים האחרונות זולגות ידיעות על מאיצים עתידיים שיחליפו את המאיץ ההדרוני הגדול בז'נבה. האם CERN תצליח לבנות מאיץ מעגלי בהיקף של 100 ק"מ או שהסינים יעקפו אותה בלי למצמץ? והשאלה המתבקשת - איפה האמריקאים?
המאיץ ההדרוני הגדול (ה- LHC) שמופעל תחת הארגון האירופאי לחקר גרעין, או בשמו הידוע CERN, מתחיל להראות סימני הזדקנות. על פי התוכנית העדכנית, המאיץ נמצא בסיומה של הפעימה השנייה ובקרוב הוא יכנס לסבב שיפוצים ושדרוגים לקראת הפעימה שלישית. כפי שסרן פירסמה בעבר, המאיץ צפוי לייצר מאורעות לעוד 20 שנה ולהמשיך לעוד מספר פעימות, אבל בקנה מידה של סרן, 20 שנה יחלפו במהרה וחייבים להתחיל לסרטט את העתיד. כדי לענות על שאלות יסודיות יותר, פיזיקאים חייבים לערוך ניסויים בסקאלות אנרגיה גבוהות יותר וכדי שהטבע ישיב בתשובות עליהם לשלם באנרגיה ובתכנון מאיצים עצומים. כשבונים מאיצים בד"כ שואלים את השאלה, אילו תופעות נרצה לראות? או יותר נכון אילו מאורעות (שרשרת התפרקויות) המדענים סקרנים למדוד? אם נשים לרגע את השאלה החשובה הזו בצד, אין ספק שהאנרגיה משחקת תפקיד משמעותי.
בחודש הקרוב CERN תציע לאיחוד האירופאי מאיץ חדש הידוע בכינויו ה- future circular collider) FCC ) בהיקף שיכול לנוע בין 80 ק"מ עד 100 ק"מ להאצת הדרונים לאנרגיות של 100 TeV (להבדיל מהמאיץ הנוכחי שהיקפו 27 ק"מ ומפיק אנרגיה סביב ה- 13 TeV ). כמובן שתקציב למאיץ כזה יהיה עצום והאתגרים הטכנולוגיים גדולים גם כן – ממגנטים עצומים, דרך קירור מאסיבי, מבקרת קרינה ועד לקוהרנטיות הקרן. אלו אתגרים שכבר החוקרים התמודדו בעבר אבל עכשיו מדובר בקנה מידה גדול יותר. כמובן שגם אם התוכנית תאושר, סביר להניח שיעברו עשרות שנים עד שהמאיץ יתחיל לפעול.
במקביל לאירופאים, הסינים מתכננים לבנות גם כן מאיץ בהיקף של 100 ק"מ ובמחצית העלות. המאיץ הסיני ( CEPC circular electron positron collider - האצת אלקטרונים ופוזיטרונים ) תוכנן להפגיז אלקטרונים ואנטי אלקטרונים (פוזיטרונים) כדי לחקור בדיוק גבוה יותר את חלקיק ההיגס. להבדיל מהפגזת פרוטונים, הפגזת אלקטרונים ופוזיטרונים מאפשרת לכייל את המאיץ לסקאלות אנרגיה מדויקות ולמדוד ביתר קלות את מסות החלקיקים והכוחות הפועלים עליהם. לפעמים החוקרים מעוניינים ליצור מגוון רחב של מאורעות (שרשרת התפרקויות) ולכן מעדיפים להפגיז פרוטונים אחד בשני. כדי שמאיץ יעבור שדרוג להאצת פרוטונים הסינים ציינו שהעלות תצטרך לגדול משמעותית. אם כל התוכניות הסיניות יתממשו, סביר להניח שכבר ב-2030 נראה מאיץ אימתני שמתחרה ב-CERN ושימשוך אליו את הקהילה המדעית בעולם. בשנים האחרונות הסינים משקיעים כספים רבים בבניית מאיצים בגדלים שונים ולשימושים מגוונים (מאיצים לצורך ייצור חומרים, מחקר רפואי, שדרוגים כימיים, מחקר בביולוגיה ובמדעי הסביבה).
ומה עם האמריקאים? אפשר לומר שהם עדיין נותרו מאחור. שיקולים פוליטיים תמיד הניעו את האמריקאים להזניח או לדחוף פרויקטים עצומים ולמרבה הצער פיזיקת החלקיקים נשארה לרוב בצד. גם היום מחלוקות פוליטיות בין הסינים והאמריקאים מקשים על חוקרים לערוך שיתופי פעולה מחקריים ולבקר עמיתים בכנסים על שטחי אדמות אלו. לפחות היום CERN לא תהיה התאגיד המרכזי בחקר החלקיקים ובעתיד הקרוב הסינים יצטרפו לתחרות. נקודה מעניינת ולא פחות חשובה היא שובם של המאיצים הלינאריים במספר מדינות אך על אלו ארחיב בכתבות הבאות.
לקריאה נוספת: המאמר של נייצ'ר על המאיץ הסיני , על FCC באתר של CERN, עוד על ה-FCC