ಸ್ಟ್ಯಾಂಡರ್ಡ್ ಮಾದರಿಯು ಪರಿಹರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗದ ಮುಕ್ತ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳಿಗೆ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಮೂಲಭೂತ ಕಣಗಳು ಡಾರ್ಕ್ ಮ್ಯಾಟರ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ, ವಸ್ತುವು ವಿಶ್ವದಲ್ಲಿ ಏಕೆ ಪ್ರಾಬಲ್ಯ ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ವಸ್ತು-ವಿರೋಧಿ ಅಸಿಮ್ಮೆಟ್ರಿ ಏಕೆ ಇದೆ, ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಗೆ ಬಲ ಕಣ ಎಂದರೇನು, ಡಾರ್ಕ್ ಎನರ್ಜಿ, ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಇತ್ಯಾದಿ) ಉತ್ತರಗಳ ಅನ್ವೇಷಣೆಯಲ್ಲಿ, ಒಬ್ಬರು ಸ್ಟ್ಯಾಂಡರ್ಡ್ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಮೀರಿ ನೋಡಬೇಕಾಗಬಹುದು ಮತ್ತು ಸ್ಟ್ಯಾಂಡರ್ಡ್ ಮಾದರಿ ಕಣಗಳೊಂದಿಗೆ ಬಹಳ ದುರ್ಬಲವಾಗಿ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುವ ಹೊಸ, ಹಗುರವಾದ ಕಣಗಳ ಸಂಭವನೀಯ ಅಸ್ತಿತ್ವವನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸಬೇಕಾಗಬಹುದು, ಜೊತೆಗೆ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ LHC ಸೌಲಭ್ಯದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು ಮೀರಿದ ಹೊಸ, ಭಾರವಾದ ಕಣಗಳ ಅಸ್ತಿತ್ವವನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸಬೇಕಾಗಬಹುದು. ಪ್ರಸ್ತಾವಿತ ಫ್ಯೂಚರ್ ಸರ್ಕ್ಯುಲರ್ ಕೊಲೈಡರ್ (FCC) ಸ್ಟ್ಯಾಂಡರ್ಡ್ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಮೀರಿ ಅಂತಹ ಮೂಲಭೂತ ಕಣಗಳ ಅಸ್ತಿತ್ವವನ್ನು ಹುಡುಕಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿಸುತ್ತದೆ. CERN ಕೌನ್ಸಿಲ್ ಈಗ FCC ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯತಾ ಅಧ್ಯಯನ ವರದಿಯನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಿದೆ. CERN ಕೌನ್ಸಿಲ್ನಿಂದ FCC ನಿರ್ಮಾಣದ ಕುರಿತು ಅಂತಿಮ ನಿರ್ಧಾರವು 2028 ರ ಸುಮಾರಿಗೆ ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿದೆ. ಅನುಮೋದನೆ ದೊರೆತರೆ, FCC ನಿರ್ಮಾಣವು 2030 ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗಬಹುದು. ಇದು ಜಿನೀವಾ ಬಳಿಯ LHC ಯಂತೆಯೇ ನೆಲದಿಂದ ಸುಮಾರು 200 ಮೀಟರ್ ಕೆಳಗೆ ಸುಮಾರು 100 ಕಿಮೀ ಸುತ್ತಳತೆಯಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ಇದು 2041 ರಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಅಂತ್ಯವನ್ನು ತಲುಪಲಿರುವ ಲಾರ್ಜ್ ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ ಕೊಲೈಡರ್ (LHC) ಅನ್ನು ಯಶಸ್ವಿಗೊಳಿಸಲಿದೆ. FCC ಅನ್ನು ಎರಡು ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ ಅಳವಡಿಸಲಾಗುವುದು. ಮೊದಲ ಹಂತವಾದ FCC-ee ಹಗುರವಾದ ಕಣಗಳ ಹುಡುಕಾಟದ ಕಡೆಗೆ ನಿಖರ ಅಳತೆಗಳಿಗಾಗಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ ಕೊಲೈಡರ್ ಆಗಿರುತ್ತದೆ, ಇದು 2040 ರ ದಶಕದ ಅಂತ್ಯದಿಂದ 15 ವರ್ಷಗಳ ಸಂಶೋಧನಾ ಕಾರ್ಯಕ್ರಮವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಈ ಹಂತ ಪೂರ್ಣಗೊಂಡ ನಂತರ, ಎರಡನೇ ಯಂತ್ರ, FCC-hh (ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿ), ಅದೇ ಸುರಂಗದಲ್ಲಿ ನಿಯೋಜಿಸಲಾಗುವುದು. ಎರಡನೇ ಹಂತವು ಭಾರವಾದ ಕಣಗಳ ಹುಡುಕಾಟದ ಕಡೆಗೆ 100 TeV (LHC ಯ 13 TeV ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು) ಘರ್ಷಣೆ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ತಲುಪುವ ಗುರಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಈ ಹಂತವು 2070 ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಲಿದೆ ಮತ್ತು 21 ನೇ ಶತಮಾನದ ಅಂತ್ಯದವರೆಗೆ ಇರುತ್ತದೆ.
ನವೆಂಬರ್ 6-7, 2025 ರಂದು, CERN ಕೌನ್ಸಿಲ್ (CERN ನ ಸದಸ್ಯ ಮತ್ತು ಸಹವರ್ತಿ ಸದಸ್ಯ ರಾಷ್ಟ್ರಗಳ ಪ್ರತಿನಿಧಿಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದ್ದು) ಪ್ರಸ್ತಾವಿತ ಫ್ಯೂಚರ್ ಸರ್ಕ್ಯುಲರ್ ಕೊಲೈಡರ್ (FCC) ಗಾಗಿ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯತಾ ಅಧ್ಯಯನದ ಫಲಿತಾಂಶವನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಿತು.
ಇದಕ್ಕೂ ಮೊದಲು, CERN, CERN ನ ಸದಸ್ಯ ಮತ್ತು ಸಹ ಸದಸ್ಯ ರಾಷ್ಟ್ರಗಳು ಮತ್ತು ಅದರಾಚೆಗಿನ ಸಂಸ್ಥೆಗಳ ಸಹಯೋಗದೊಂದಿಗೆ ಫ್ಯೂಚರ್ ಸರ್ಕ್ಯುಲರ್ ಕೊಲೈಡರ್ (FCC) ನ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯತೆಯನ್ನು ನಿರ್ಣಯಿಸಲು ಒಂದು ಅಧ್ಯಯನವನ್ನು ನಡೆಸಿತು. ಈ ವರದಿಯನ್ನು ಮಾರ್ಚ್ 31, 2025 ರಂದು ನೀಡಲಾಯಿತು, ಇದನ್ನು CERN ಕೌನ್ಸಿಲ್ನ ಅಧೀನ ಸಂಸ್ಥೆಗಳು ಪರಿಶೀಲಿಸಿದವು. ಈ ವರದಿಯನ್ನು ಸ್ವತಂತ್ರ ತಜ್ಞ ಸಮಿತಿಗಳು ಸಹ ಪರಿಶೀಲಿಸಿದವು, ಇದು ಪ್ರಸ್ತುತಪಡಿಸಿದ ದಾಖಲಾತಿಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ FCC ತಾಂತ್ರಿಕವಾಗಿ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯವೆಂದು ತೋರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಹೇಳಿದೆ.
CERN ಕೌನ್ಸಿಲ್ನ ಪ್ರತಿನಿಧಿಗಳು ಈಗ ನವೆಂಬರ್ 6-7, 2025 ರಂದು ನಡೆದ ಮೀಸಲಾದ ಸಭೆಯಲ್ಲಿ FCC ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯತಾ ಅಧ್ಯಯನ ವರದಿಯನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಿದ್ದಾರೆ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯತಾ ಅಧ್ಯಯನವು FCC ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಮುಂದುವರಿಯಲು ಆಧಾರವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೀರ್ಮಾನಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಮೇ 2026 ರಲ್ಲಿ CERN ಕೌನ್ಸಿಲ್ನಿಂದ FCC ಯ ಸಂಭಾವ್ಯ ಅನುಮೋದನೆಯ ಕಡೆಗೆ ಇದು ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಹೆಜ್ಜೆಯಾಗಿದೆ, ಆಗ ಎಲ್ಲಾ ಶಿಫಾರಸುಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣನೆಗೆ ಅದರ ಮುಂದೆ ಮಂಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. CERN ಕೌನ್ಸಿಲ್ನಿಂದ FCC ನಿರ್ಮಾಣದ ಕುರಿತು ಅಂತಿಮ ನಿರ್ಧಾರವನ್ನು 2028 ರ ಸುಮಾರಿಗೆ ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿದೆ.
ಫ್ಯೂಚರ್ ಸರ್ಕ್ಯುಲರ್ ಕೊಲೈಡರ್ (FCC) CERN ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾದ ಮುಂದಿನ ಪೀಳಿಗೆಯ ಕಣ ಕೊಲೈಡರ್ಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ. ಇದು 2041 ರಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಅಂತ್ಯವನ್ನು ತಲುಪಲಿರುವ ಲಾರ್ಜ್ ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ ಕೊಲೈಡರ್ (LHC) ನ ಯಶಸ್ಸಿನಲ್ಲಿ ಕೊನೆಗೊಳ್ಳುವ ನಿರೀಕ್ಷೆಯಿದೆ. CERN ಪ್ರಸ್ತುತ CERN ನ ಪ್ರಸ್ತುತ ಕಾರ್ಯಪುರುಷ LHC ಯ ಯಶಸ್ಸಿನಲ್ಲಿ ಮುಂದಿನ ಕೊಲೈಡರ್ ಅನ್ನು ಗುರುತಿಸಲು ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತಿದೆ.
2008 ರಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯಾರಂಭ ಮಾಡಿದ ಲಾರ್ಜ್ ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ ಕೊಲೈಡರ್ (LHC) 27-ಕಿಮೀ ಸುತ್ತಳತೆಯ ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಕೊಲೈಡರ್ ಆಗಿದ್ದು, ಜಿನೀವಾ ಬಳಿ ನೆಲದಿಂದ 100 ಮೀ ಕೆಳಗೆ ಇದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಇದು ವಿಶ್ವದ ಅತಿದೊಡ್ಡ ಮತ್ತು ಅತ್ಯಂತ ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ ಕೊಲೈಡರ್ ಆಗಿದ್ದು, 13 ಟೆರಾಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ವೋಲ್ಟ್ಗಳ (TeV) ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಘರ್ಷಣೆಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ ವೇಗವರ್ಧಕವು ತಲುಪಿದ ಅತ್ಯಧಿಕ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿದೆ. ಇದು ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಬೆಳಕಿನ ವೇಗಕ್ಕೆ ವೇಗಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ, ನಂತರ ಆರಂಭಿಕ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಅನುಕರಿಸುವಂತೆ ಅವುಗಳನ್ನು ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆಯುತ್ತದೆ.
| ಕಣ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳು/ಕೊಲೈಡರ್ಗಳು ಬಹಳ ಮುಂಚಿನ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡಕ್ಕೆ ಕಿಟಕಿಗಳಾಗಿವೆ. |
| "ಬಹಳ ಮುಂಚಿನ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡ" ಎಂಬುದು ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದ ಆರಂಭಿಕ ಹಂತವನ್ನು (ಬಿಗ್ ಬ್ಯಾಂಗ್ ನಂತರದ ಮೊದಲ ಮೂರು ನಿಮಿಷಗಳು) ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ, ಆಗ ಅದು ಅತ್ಯಂತ ಬಿಸಿಯಾಗಿತ್ತು ಮತ್ತು ವಿಶ್ವವು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ವಿಕಿರಣದಿಂದ ಪ್ರಾಬಲ್ಯ ಹೊಂದಿತ್ತು. ಪ್ಲ್ಯಾಂಕ್ ಯುಗವು ಬಿಗ್ ಬ್ಯಾಂಗ್ ನಿಂದ 10 ನೇ ಶತಮಾನದವರೆಗೆ ನಡೆದ ವಿಕಿರಣ ಯುಗದ ಮೊದಲ ಯುಗವಾಗಿದೆ.-43 ರು. 10 ರ ತಾಪಮಾನದೊಂದಿಗೆ32 K, ಈ ಯುಗದಲ್ಲಿ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡವು ಅತಿ-ಬಿಸಿಯಾಗಿತ್ತು. ಪ್ಲಾಂಕ್ ಯುಗದ ನಂತರ ಕ್ವಾರ್ಕ್, ಲೆಪ್ಟನ್ ಮತ್ತು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್ ಯುಗಗಳು ಬಂದವು; ಎಲ್ಲವೂ ಅಲ್ಪಕಾಲಿಕವಾಗಿದ್ದವು ಆದರೆ ಅತ್ಯಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಿಂದ ನಿರೂಪಿಸಲ್ಪಟ್ಟವು, ಇದು ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡವು ವಿಸ್ತರಿಸಿದಂತೆ ಕ್ರಮೇಣ ಕಡಿಮೆಯಾಯಿತು. ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದ ಈ ಆರಂಭಿಕ ಹಂತದ ನೇರ ಅಧ್ಯಯನ ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಕಣ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳಲ್ಲಿ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದ ಈ ಹಂತದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಮರುಸೃಷ್ಟಿಸುವುದು ಏನು ಮಾಡಬಹುದು. ವೇಗವರ್ಧಕಗಳು/ಕೊಲೈಡರ್ಗಳಲ್ಲಿನ ಕಣಗಳ ಘರ್ಷಣೆಯಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ದತ್ತಾಂಶವು ಬಹಳ ಮುಂಚಿನ ವಿಶ್ವಕ್ಕೆ ಪರೋಕ್ಷ ವಿಂಡೋವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಕಣ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಕೊಲೈಡರ್ಗಳು ಬಹಳ ಮುಖ್ಯವಾದ ಸಂಶೋಧನಾ ಸಾಧನಗಳಾಗಿವೆ. ಇವು ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಅಥವಾ ರೇಖೀಯ ಯಂತ್ರಗಳಾಗಿದ್ದು, ಅವು ಕಣಗಳನ್ನು ಬೆಳಕಿನ ವೇಗಕ್ಕೆ ಹತ್ತಿರವಿರುವ ಅತಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗಕ್ಕೆ ವೇಗಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ವಿರುದ್ಧ ದಿಕ್ಕಿನಿಂದ ಅಥವಾ ಗುರಿಯ ವಿರುದ್ಧ ಬರುವ ಮತ್ತೊಂದು ಕಣಕ್ಕೆ ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆಯಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಈ ಘರ್ಷಣೆಗಳು ಟ್ರಿಲಿಯನ್ಗಟ್ಟಲೆ ಕೆಲ್ವಿನ್ಗಳಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತವೆ (ವಿಕಿರಣ ಯುಗದ ಆರಂಭಿಕ ಯುಗಗಳಲ್ಲಿ ಇದ್ದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಂತೆಯೇ). ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆಯುವ ಕಣಗಳ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸೇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಆದ್ದರಿಂದ ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆಯುವ ಶಕ್ತಿ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಘರ್ಷಣೆಯ ಶಕ್ತಿಯು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ-ಶಕ್ತಿ ಸಮ್ಮಿತಿಯ ಪ್ರಕಾರ ಬಹಳ ಹಿಂದಿನ ವಿಶ್ವದಲ್ಲಿ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿದ್ದ ಕಣಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ವಸ್ತುವಾಗಿ ರೂಪಾಂತರಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಉಪಪರಮಾಣು ಕಣಗಳ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಅವುಗಳ ಪ್ರತಿ-ದ್ರವ್ಯ ಪಾಲುದಾರ ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ಗಳೊಂದಿಗೆ ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆದಾಗ, ವಸ್ತು ಮತ್ತು ಪ್ರತಿ-ದ್ರವ್ಯ ನಾಶವಾಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಶಕ್ತಿಯಿಂದ ವಿವಿಧ ರೀತಿಯ ಹೊಸ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಕಣಗಳು ಸಾಂದ್ರೀಕರಿಸುತ್ತವೆ. ಹೊಸ ಕಣಗಳು ಹಿಗ್ಸ್ ಬೋಸಾನ್ಗಳು ಅಥವಾ ಮೇಲಿನ ಕ್ವಾರ್ಕ್ಗಳಾಗಿರಬಹುದು, ಅವು ವಸ್ತುವಿನ ಸಬ್ಪರಮಾಣು ಬಿಲ್ಡಿಂಗ್ ಬ್ಲಾಕ್ಗಳ ಭಾರವಾದ ವಿಧಗಳಾಗಿವೆ. ಬಹುಶಃ, ಡಾರ್ಕ್ ಮ್ಯಾಟರ್ ಕಣಗಳು ಮತ್ತು ಸೂಪರ್ಸಿಮ್ಮೆಟ್ರಿಕ್ ಕಣಗಳು ಸಹ, ಇನ್ನೂ ಪತ್ತೆಯಾಗದ ವಿಷಯ. ಆರಂಭಿಕ ವಿಶ್ವದಲ್ಲಿ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿದ್ದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಕಣಗಳ ನಡುವಿನ ಇಂತಹ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳು ಆ ಕಾಲದ ಪ್ರವೇಶಿಸಲಾಗದ ಜಗತ್ತಿಗೆ ಕಿಟಕಿಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಘರ್ಷಣೆಯ ಉಪಉತ್ಪನ್ನಗಳ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯು ಮೂಲಭೂತ ಕಣಗಳ ಬಗ್ಗೆ ನಮ್ಮ ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಉತ್ಕೃಷ್ಟಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ಆಡಳಿತ ನಿಯಮಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಒಂದು ಮಾರ್ಗವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಕಣ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳನ್ನು ಬಹಳ ಮುಂಚಿನ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದ ಅಧ್ಯಯನಕ್ಕಾಗಿ ಸಂಶೋಧನಾ ಸಾಧನಗಳಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ ಕೊಲೈಡರ್ಗಳು (ವಿಶೇಷವಾಗಿ CERN ನ ಲಾರ್ಜ್ ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ ಕೊಲೈಡರ್ LHC) ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ ಕೊಲೈಡರ್ಗಳು ಬಹಳ ಮುಂಚಿನ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದ ಪರಿಶೋಧನೆಯಲ್ಲಿ ಮುಂಚೂಣಿಯಲ್ಲಿವೆ. ಲಾರ್ಜ್ ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ ಕೊಲೈಡರ್ (LHC) ನಲ್ಲಿ ನಡೆದ ATLAS ಮತ್ತು CMS ಪ್ರಯೋಗಗಳು 2012 ರಲ್ಲಿ ಹಿಗ್ಸ್ ಬೋಸಾನ್ ಅನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವಲ್ಲಿ ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿವೆ. (ಮೂಲ: "ಬಹಳ ಮುಂಚಿನ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದ" ಅಧ್ಯಯನಕ್ಕಾಗಿ ಪಾರ್ಟಿಕಲ್ ಕೊಲೈಡರ್ಗಳು: ಮುವಾನ್ ಕೊಲೈಡರ್ ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದರು) |
CERN ನ ಹೈ-ಲುಮಿನೋಸಿಟಿ ಲಾರ್ಜ್ ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ ಕೊಲೈಡರ್ (HL – LHC) ಘರ್ಷಣೆಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಮೂಲಕ LHC ಯ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ತಿಳಿದಿರುವ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿವರವಾದ ಅಧ್ಯಯನಕ್ಕೆ ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಇದು 2029 ರ ವೇಳೆಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯಿದೆ.
ಪ್ರಸ್ತಾವಿತ ಫ್ಯೂಚರ್ ಸರ್ಕ್ಯುಲರ್ ಕೊಲೈಡರ್ (FCC) ಲಾರ್ಜ್ ಹೈಡ್ರಾನ್ ಕೊಲೈಡರ್ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಕಣ ಕೊಲೈಡರ್ ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ಲಾರ್ಜ್ ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ ಕೊಲೈಡರ್ (LHC) ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು ಮೀರಿ ಹೊಸ, ಭಾರವಾದ ಕಣಗಳ ಅಸ್ತಿತ್ವ ಮತ್ತು ಸ್ಟ್ಯಾಂಡರ್ಡ್ ಮಾಡೆಲ್ ಕಣಗಳೊಂದಿಗೆ ಬಹಳ ದುರ್ಬಲವಾಗಿ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುವ ಹಗುರವಾದ ಕಣಗಳ ಅಸ್ತಿತ್ವವನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸಲು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾದ FCC, LHC ಇರುವ ಸ್ಥಳದ ಬಳಿ ನೆಲದಿಂದ ಸುಮಾರು 200 ಮೀಟರ್ ಕೆಳಗೆ ಸುಮಾರು 100 ಕಿಮೀ ಸುತ್ತಳತೆಯಲ್ಲಿ ಇರುತ್ತದೆ. ಅನುಮೋದನೆ ದೊರೆತರೆ, FCC ನಿರ್ಮಾಣವು 2030 ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗಬಹುದು.
FCC ಅನ್ನು ಎರಡು ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ ಅಳವಡಿಸಲಾಗುವುದು. ಮೊದಲ ಹಂತ, FCC-ee ನಿಖರ ಅಳತೆಗಳಿಗಾಗಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ ಕೊಲೈಡರ್ ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ಇದು 2040 ರ ದಶಕದ ಅಂತ್ಯದಿಂದ 15 ವರ್ಷಗಳ ಸಂಶೋಧನಾ ಕಾರ್ಯಕ್ರಮವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಈ ಹಂತ ಪೂರ್ಣಗೊಂಡ ನಂತರ, ಎರಡನೇ ಯಂತ್ರ, FCC-hh (ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿ), ಅದೇ ಸುರಂಗದಲ್ಲಿ ನಿಯೋಜಿಸಲಾಗುವುದು. ಇದು 100 TeV ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆಯುವ ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ಗಳು (ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳು) ಮತ್ತು ಭಾರೀ ಅಯಾನುಗಳ ಡಿಕ್ಕಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ತಲುಪುವ ಗುರಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. FCC-hh 2070 ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಲಿದೆ ಮತ್ತು 21 ನೇ ಶತಮಾನದ ಅಂತ್ಯದವರೆಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ.
FCC ಏಕೆ ಬೇಕು? ಅದು ಯಾವ ಉದ್ದೇಶವನ್ನು ಪೂರೈಸುತ್ತದೆ?
ನಾವೆಲ್ಲರೂ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿರುವ ಎಲ್ಲಾ ಬ್ಯಾರಿಯೊನಿಕ್ ಸಾಮಾನ್ಯ ವಸ್ತುವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ ಇಡೀ ವೀಕ್ಷಿಸಬಹುದಾದ ವಿಶ್ವವು ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಶಕ್ತಿಯ ಅಂಶದ ಕೇವಲ 4.9% ರಷ್ಟಿದೆ. ಅದೃಶ್ಯ ಡಾರ್ಕ್ ಮ್ಯಾಟರ್ 26.8% ರಷ್ಟಿದೆ (ಆದರೆ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಶಕ್ತಿಯ ಉಳಿದ 68.3% ಡಾರ್ಕ್ ಎನರ್ಜಿ). ಡಾರ್ಕ್ ಮ್ಯಾಟರ್ ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಏನೆಂದು ತಿಳಿದಿಲ್ಲ. ಕಣ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ಸ್ಟ್ಯಾಂಡರ್ಡ್ ಮಾಡೆಲ್ (SM) ಡಾರ್ಕ್ ಮ್ಯಾಟರ್ ಆಗಲು ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಯಾವುದೇ ಮೂಲಭೂತ ಕಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿಲ್ಲ. ಸ್ಟ್ಯಾಂಡರ್ಡ್ ಮಾಡೆಲ್ನಲ್ಲಿರುವ ಕಣಗಳಿಗೆ ಪಾಲುದಾರರಾಗಿರುವ "ಸೂಪರ್ಸಿಮ್ಮೆಟ್ರಿಕ್ ಕಣಗಳು" ಡಾರ್ಕ್ ಮ್ಯಾಟರ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸಲಾಗಿದೆ. ಅಥವಾ ಬಹುಶಃ ಡಾರ್ಕ್ ಮ್ಯಾಟರ್ನ ಸಮಾನಾಂತರ ಜಗತ್ತು ಇರಬಹುದು. WIMP ಗಳು (ದುರ್ಬಲವಾಗಿ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುವ ಬೃಹತ್ ಕಣಗಳು), ಅಕ್ಷಗಳು ಅಥವಾ ಸ್ಟೆರೈಲ್ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊಗಳು "ಸ್ಟ್ಯಾಂಡರ್ಡ್ ಮಾಡೆಲ್ ಮೀರಿ" (BSM) ಊಹಾತ್ಮಕ ಕಣಗಳಾಗಿವೆ, ಅವು ಪ್ರಮುಖ ಅಭ್ಯರ್ಥಿಗಳಾಗಿವೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅಂತಹ ಯಾವುದೇ ಕಣಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುವಲ್ಲಿ ಇನ್ನೂ ಯಾವುದೇ ಯಶಸ್ಸು ಕಂಡುಬಂದಿಲ್ಲ. ಸ್ಟ್ಯಾಂಡರ್ಡ್ ಮಾಡೆಲ್ ಉತ್ತರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗದ ಇನ್ನೂ ಅನೇಕ ಮುಕ್ತ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳಿವೆ (ಮ್ಯಾಟರ್-ಆಂಟಿಮ್ಯಾಟರ್ ಅಸಿಮ್ಮೆಟ್ರಿ, ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆ, ಡಾರ್ಕ್ ಎನರ್ಜಿ, ನ್ಯೂಟ್ರಿನೋಮಾಸ್ ಇತ್ಯಾದಿ). ಅಲ್ಲದೆ, 2012 ರಲ್ಲಿ ಲಾರ್ಜ್ ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ ಕೊಲೈಡರ್ (LHC) ನಲ್ಲಿ ATLAS ಮತ್ತು CMS ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಹಿಗ್ಸ್ ಬೋಸಾನ್ ಅನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದ ನಂತರ, ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದ ವಿಕಾಸದಲ್ಲಿ ಹಿಗ್ಸ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಪಾತ್ರದ ಬಗ್ಗೆ ಚರ್ಚಿಸಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಲಾಯಿತು.
ಮೇಲಿನ ಮುಕ್ತ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳಿಗೆ ಸಂಭಾವ್ಯ ಉತ್ತರಗಳು ಕಣ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ಪ್ರಮಾಣಿತ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಮೀರಿವೆ. ಪ್ರಮಾಣಿತ ಮಾದರಿ ಕಣಗಳೊಂದಿಗೆ ಬಹಳ ದುರ್ಬಲವಾಗಿ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುವ ಹೊಸ, ಹಗುರವಾದ ಕಣಗಳ ಅಸ್ತಿತ್ವವನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸಬೇಕಾಗಬಹುದು. ಇದಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದ ಡೇಟಾ ಸಂಗ್ರಹಣೆ ಮತ್ತು ಅಂತಹ ಕಣಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಸಂಕೇತಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂವೇದನೆ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ, ಇದು FCC ಯ ಮೊದಲ ಹಂತದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಗೆ ಬರುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ FCC-ee (ನಿಖರ ಮಾಪನ). ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಸೌಲಭ್ಯಗಳ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಹೊಸ, ಭಾರವಾದ ಕಣಗಳ ಅಸ್ತಿತ್ವವನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸುವುದು ಸಹ ಕಡ್ಡಾಯವಾಗಿದೆ. FCC ಯ ಎರಡನೇ ಹಂತವಾದ FCC-hh (ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿ), 100 TeV ಯ ಘರ್ಷಣೆ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ತಲುಪುವ ಗುರಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ (ಇದು LHC ಯ 13 TeV ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು). ಮೊದಲ ಹಂತದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ (e+e-) ಕೊಲೈಡರ್ನ ಆಕಾರಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ, ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಆಕಾರವನ್ನು ಆದ್ಯತೆ ನೀಡಲಾಗಿದೆ (ರೇಖೀಯವಾಗಿ ಹೋಲಿಸಿದಾಗ) ಏಕೆಂದರೆ ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಆಕಾರವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಕಾಶಮಾನತೆಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ, ನಾಲ್ಕು ಪ್ರಯೋಗಗಳವರೆಗೆ ಮತ್ತು ನಂತರದ ಎರಡನೇ ಹಂತದ ಅಧಿಕ-ಶಕ್ತಿಯ ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ ಕೊಲೈಡರ್ಗೆ ಮೂಲಸೌಕರ್ಯವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.
***
ಉಲ್ಲೇಖಗಳು:
- CERN. ಪತ್ರಿಕಾ ಪ್ರಕಟಣೆ – ಮುಂದಿನ ಪೀಳಿಗೆಯ ಕೊಲೈಡರ್ಗಾಗಿ CERN ಕೌನ್ಸಿಲ್ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯತಾ ಅಧ್ಯಯನವನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸುತ್ತದೆ. 10 ನವೆಂಬರ್ 2025. ಲಭ್ಯವಿದೆ https://home.cern/news/press-release/accelerators/cern-council-reviews-feasibility-study-next-generation-collider
- CERN. ಪತ್ರಿಕಾ ಪ್ರಕಟಣೆ – ಭವಿಷ್ಯದ ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಕೊಲೈಡರ್ನ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯತೆಯ ಕುರಿತು CERN ವರದಿಯನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. 31 ಮಾರ್ಚ್ 2025. ಲಭ್ಯವಿದೆ https://home.cern/news/news/accelerators/cern-releases-report-feasibility-possible-future-circular-collider
- ಭವಿಷ್ಯದ ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಕೊಲೈಡರ್ಗಾಗಿ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯತಾ ಅಧ್ಯಯನವನ್ನು ಈಗ ಅಂತಿಮಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ. https://home.cern/science/cern/fcc-study-media-kit
- ಭವಿಷ್ಯದ ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಕೊಲೈಡರ್ https://home.cern/science/accelerators/future-circular-collider
- FCC: ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ ಪ್ರಕರಣ. 27 ಮಾರ್ಚ್ 2024. https://cerncourier.com/a/fcc-the-physics-case/
***
ಸಂಬಂಧಿತ ಲೇಖನಗಳು:
- "ಬಹಳ ಮುಂಚಿನ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದ" ಅಧ್ಯಯನಕ್ಕಾಗಿ ಪಾರ್ಟಿಕಲ್ ಕೊಲೈಡರ್ಗಳು: ಮುವಾನ್ ಕೊಲೈಡರ್ ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದರು (31 ಅಕ್ಟೋಬರ್ 2024)
- CERN ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ 70 ವರ್ಷಗಳ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಪ್ರಯಾಣವನ್ನು ಆಚರಿಸುತ್ತದೆ (2 ಫೆಬ್ರವರಿ 2024)
***
FCC ಯಲ್ಲಿ ಕೆಲವು ಶೈಕ್ಷಣಿಕ ವೀಡಿಯೊಗಳು:
***
 that the Standard Model cannot address, one may need to look beyond the Standard Model of particle physics and explore the possible existence of new, lighter particles that interact very weakly with Standard Model particles, as well as explore the existence of new, heavier particles beyond the reach of existing LHC facility. The proposed Future Circular Collider (FCC) would make it possible to search for the existence of such fundamental particles beyond the Standard Model.){kind=link}