Standart Modelin həll edə bilmədiyi açıq suallara (məsələn, qaranlıq maddəni hansı fundamental hissəciklər yaradır, nə üçün maddə kainatda hökmranlıq edir və nə üçün maddə-antimaddə asimmetriyası var, cazibə qüvvəsi üçün qüvvə hissəcik nədir, qaranlıq enerji, neytrino kütləsi və s.) Mövcud LHC qurğusunun əli çatmayan yeni, daha ağır hissəciklərin varlığını tədqiq etmək. Təklif olunan Gələcək Dairəvi Toqquşdurucu (FCC) Standart Modeldən kənarda belə fundamental hissəciklərin varlığını axtarmağa imkan verəcəkdi. CERN Şurası indi FCC Texniki-İqtisadi Tədqiqat hesabatını araşdırdı. CERN Şurası tərəfindən FCC-nin tikintisi ilə bağlı yekun qərar təxminən 2028-ci ildə gözlənilir. Təsdiqlənərsə, FCC-nin tikintisi 2030-cu illərdə başlaya bilər. O, Cenevrə yaxınlığındakı LHC ilə eyni yerə yaxın yerdən təxminən 200 metr aşağıda yerləşən çevrəsi təxminən 100 km olacaq. O, 2041-ci ildə fəaliyyətinin sonuna çatacaq Böyük Adron Kollayderini (LHC) əvəz edəcək. FCC iki mərhələdə həyata keçiriləcək. Birinci mərhələ, FCC-ee, 2040-cı illərin sonundan etibarən 15 illik tədqiqat proqramı təklif edən daha yüngül hissəciklərin axtarışı istiqamətində dəqiq ölçmələr üçün elektron-pozitron toqquşdurucusu olacaq. Bu mərhələ başa çatdıqdan sonra eyni tuneldə ikinci maşın, FCC-hh (yüksək enerji) istismara veriləcək. İkinci mərhələ daha ağır hissəciklərin axtarışına doğru 100 TeV (LHC-nin 13 TeV-dən çox yüksək) toqquşma enerjilərinə çatmağı hədəfləyir. Bu mərhələ 2070-ci illərdə fəaliyyətə başlayacaq və 21-ci əsrin sonuna qədər davam edəcək.
6-7 noyabr 2025-ci il tarixlərində CERN Şurası (CERN-in Üzv və Assosiativ Üzv Dövlətlərinin nümayəndələrindən ibarətdir) təklif olunan Gələcək Dairəvi Kollayder (FCC) üçün Texniki-İqtisadi Əsaslandırmanın nəticələrini nəzərdən keçirdi.
Bundan əvvəl CERN, CERN-in Üzv və Assosiativ Üzv Dövlətlərində və ondan kənarda olan qurumlarla əməkdaşlıq edərək Gələcək Dairəvi Kollayderin (FCC) mümkünlüyünü qiymətləndirmək üçün araşdırma aparmışdı. Hesabat 31 mart 2025-ci ildə CERN Şurasının tabeli qurumları tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir. Hesabat müstəqil ekspert komitələri tərəfindən də nəzərdən keçirildi və FCC-nin təqdim olunan sənədlər əsasında texniki cəhətdən mümkün göründüyünü bildirdi.
CERN Şurasının nümayəndələri indi 6-7 noyabr 2025-ci il tarixlərində xüsusi iclasda FCC Texniki-İqtisadi Əsaslandırma hesabatını araşdırdılar və belə nəticəyə gəldilər ki, Texniki-iqtisadi əsaslandırma FCC tədqiqatlarının davam etdirilməsi üçün əsas yaradır. Bu, 2026-cı ilin may ayında bütün tövsiyələrin baxılmaq üçün təqdim ediləcəyi CERN Şurası tərəfindən FCC-nin mümkün təsdiqlənməsi istiqamətində mühüm addımdır. CERN Şurası tərəfindən FCC-nin tikintisi ilə bağlı yekun qərar təxminən 2028-ci ildə gözlənilir.
Gələcək Dairəvi Kollayder (FCC) CERN-də təklif olunan yeni nəsil hissəcik toqquşdurucularından biridir. Onun 2041-ci ildə fəaliyyətinin sonuna çatacaq Böyük Adron Kollayderini (LHC) müvəffəq edəcəyi gözlənilir. CERN hazırda CERN-in hazırkı işçi qüvvəsi olan LHC-ni müvəffəq edəcək növbəti kollayderi müəyyən etməyə çalışır.
2008-ci ildə istismara verilən Böyük Adron Kollayderi (LHC) çevrəsi 27 km olan dairəvi kollayderdir və Cenevrə yaxınlığında yerdən 100 m aşağıda yerləşir. Hazırda o, 13 teraelektronvolt (TeV) enerji ilə toqquşma yaradan dünyanın ən böyük və ən güclü kollayderidir ki, bu da sürətləndiricinin indiyə qədər əldə etdiyi ən yüksək enerjidir. O, hadronları işıq sürətinə yaxın sürətləndirir, sonra onları ilk kainatın şərtlərini təqlid edərək toqquşdurur.
| Hissəcik Sürətləndiriciləri/Toqquşdurucular Çox Erkən Kainata açılan pəncərələrdir |
| “Çox erkən kainat” kainatın ən erkən mərhələsinə (Böyük Partlayışdan qısa müddət sonra ilk üç dəqiqə) aiddir, o zaman ki, son dərəcə isti idi və kainat tamamilə radiasiya tərəfindən idarə olunurdu. Plank epoxası, Böyük Partlayışdan 10-a qədər davam edən radiasiya dövrünün ilk dövrüdür.43- s. 10 dərəcə istiliklə32 K, bu dövrdə kainat çox isti idi. Plank epoxasını Kvark, Lepton və Nüvə epoxaları izlədi; hamısı qısa ömürlü idi, lakin kainat genişləndikcə tədricən azalan son dərəcə yüksək temperaturlarla xarakterizə olunurdu. Kainatın bu ən erkən mərhələsini birbaşa öyrənmək mümkün deyil. Ediləcək şey kainatın bu fazasının şərtlərini hissəcik sürətləndiricilərində yenidən yaratmaqdır. Sürətləndiricilərdə/kollayderlərdə hissəciklərin toqquşması nəticəsində yaranan məlumatlar çox erkən kainata dolayı pəncərə təqdim edir. Kollayderlər hissəciklər fizikasında çox vacib tədqiqat alətləridir. Bunlar hissəcikləri işıq sürətinə yaxın çox yüksək sürətlə sürətləndirən və əks istiqamətdən və ya hədəfə qarşı gələn başqa bir hissəciklə toqquşmağa imkan verən dairəvi və ya xətti maşınlardır. Toqquşmalar trilyonlarla Kelvin dərəcəsində son dərəcə yüksək temperatur yaradır (radiasiya dövrünün ən erkən dövrlərində mövcud olan şəraitə bənzəyir). Toqquşan hissəciklərin enerjiləri əlavə olunur, buna görə də toqquşma enerjisi daha yüksəkdir. Toqquşma enerjisi kütlə-enerji simmetriyasına görə çox erkən kainatda mövcud olan hissəciklər şəklində maddəyə çevrilir. Məsələn, atomaltı hissəciklərin elektronları anti-maddə partnyorları pozitronları ilə toqquşduqda maddə və antimaddə məhv olur və enerji sərbəst buraxılır. Sərbəst buraxılan enerjidən müxtəlif növ yeni elementar hissəciklər kondensasiya olunur. Yeni hissəciklər maddənin atomaltı tikinti bloklarının çox ağır növləri olan Higgs bozonları və ya üst kvarklar ola bilər. Bəlkə də qaranlıq maddə hissəcikləri və supersimmetrik hissəciklər, hələ kəşf edilməmiş bir şey. Ən erkən kainatda mövcud olan şəraitdə yüksək enerjili hissəciklər arasındakı bu cür qarşılıqlı təsirlər o dövrün başqa cür əlçatmaz dünyasına pəncərələr açır və toqquşmaların əlavə məhsullarının təhlili əsas hissəciklər haqqında anlayışımızı zənginləşdirir və fizikanın idarəedici qanunlarını anlamaq üçün bir yol təqdim edir. Hissəcik sürətləndiriciləri çox erkən kainatın tədqiqi üçün tədqiqat alətləri kimi istifadə olunur. Hadron toqquşdurucuları (xüsusilə CERN-in Böyük Adron Kollayderi LHC) və elektron-pozitron toqquşdurucuları çox erkən kainatın tədqiqində ön plandadır. Böyük Adron Kollayderində (LHC) ATLAS və CMS təcrübələri 2012-ci ildə Higgs bozonunu kəşf etməkdə uğurlu olmuşdur. (Mənbə: “Çox erkən kainatın” tədqiqi üçün hissəciklərin toqquşdurucuları: Muon toqquşdurucusu nümayiş etdirildi) |
CERN-in Yüksək Parlaqlıqlı Böyük Adron Kollayderi (HL – LHC) məlum mexanizmlərin daha ətraflı öyrənilməsinə imkan vermək üçün toqquşmaların sayını artırmaqla LHC-nin performansını artıracaq. Çox güman ki, 2029-cu ilə qədər fəaliyyətə başlayacaq.
Təklif olunan Gələcək Dairəvi Toqquşdurucu (FCC) Böyük Hidron Kollayderinə nisbətən daha yüksək performanslı hissəciklər toqquşdurucusu olacaq. Böyük Adron Kollayderinin (LHC) əli çatmayan yeni, daha ağır hissəciklərin mövcudluğunu və Standart Model hissəcikləri ilə çox zəif qarşılıqlı əlaqədə olan daha yüngül hissəciklərin mövcudluğunu araşdırmaq üçün nəzərdə tutulmuş FCC, LHC ilə eyni yerə yaxın yerdən təxminən 200 metr aşağıda yerləşən çevrəsi təxminən 100 km olacaq. Təsdiqlənərsə, FCC-nin tikintisi 2030-cu illərdə başlaya bilər.
FCC iki mərhələdə həyata keçiriləcək. Birinci mərhələ, FCC-ee dəqiq ölçmələr üçün elektron-pozitron toqquşdurucusu olacaq. 2040-cı illərin sonundan etibarən 15 illik tədqiqat proqramı təklif edəcək. Bu mərhələ başa çatdıqdan sonra eyni tuneldə ikinci maşın, FCC-hh (yüksək enerji) istifadəyə veriləcək. Bu, 100 TeV toqquşan hadronların (protonların) və ağır ionların toqquşma enerjilərinə çatmağı hədəfləyir. FCC-hh 2070-ci illərdə fəaliyyət göstərəcək və 21-ci əsrin sonuna qədər fəaliyyət göstərəcək.
FCC niyə lazımdır? Hansı məqsədə xidmət edəcək?
Bütün müşahidə edilə bilən kainat, hamımızın təşkil etdiyi bütün barion adi maddələr də daxil olmaqla, kainatın kütləvi enerji tərkibinin yalnız 4.9%-ni təşkil edir. Görünməz qaranlıq maddə 26.8%-ni təşkil edir (halbuki kainatın kütlə enerjisinin qalan 68.3%-i qaranlıq enerjidir). Qaranlıq maddənin əslində nə olduğu bilinmir. Hissəciklər fizikasının Standart Modelində (SM) qaranlıq maddə olmaq üçün lazım olan xassələri olan əsas hissəciklər yoxdur. Güman edilir ki, bəlkə də Standart Modeldəki hissəciklərin ortağı olan “supersimmetrik hissəciklər” qaranlıq maddəni yaradır. WIMP-lər (Zəif Qarşılıqlı Kütləvi Hissəciklər), aksionlar və ya steril neytrinolar aparıcı namizədlər olan “Standart Modeldən kənar” (BSM) fərziyyə olunan hissəciklərdir. Ancaq bu cür hissəciklərin təsbitində hələ heç bir müvəffəqiyyət yoxdur. Standart Modelin cavab verə bilməyəcəyi bir çox başqa açıq suallar (məsələn, maddə-antimaddə asimmetriyası, cazibə qüvvəsi, qaranlıq enerji, neytrinomas və s.) var. Həmçinin, Higgs sahəsinin kainatın təkamülündə rolu 2012-ci ildə Böyük Adron Kollayderində (LHC) ATLAS və CMS təcrübələri ilə Higgs bozonunun kəşfindən sonra müzakirə olunmağa başladı.
Yuxarıdakı açıq suallara mümkün cavablar hissəciklər fizikasının Standart Modelindən kənardadır. Standart Model hissəcikləri ilə çox zəif qarşılıqlı əlaqədə olan yeni, daha yüngül hissəciklərin mövcudluğunu araşdırmaq lazım gələ bilər. Bu, böyük miqdarda məlumatların toplanması və FCC-nin birinci mərhələsi çərçivəsində olan belə hissəciklərin istehsalı siqnallarına çox yüksək həssaslıq tələb edəcək, yəni FCC-ee (dəqiq ölçmə). Yüksək enerjili qurğular tələb edən yeni, daha ağır hissəciklərin mövcudluğunu araşdırmaq da vacibdir. FCC-hh (yüksək enerji), FCC-nin ikinci mərhələsi 100 TeV toqquşma enerjilərinə çatmağı hədəfləyir (bu, LHC-nin 13 TeV-dən çox yüksəkdir). Birinci mərhələ elektron-pozitron (e+e-) toqquşdurucunun formasına gəldikdə, dairəvi forma üstünlük verilmişdir (xətti ilə müqayisədə) çünki dairəvi forma daha yüksək parlaqlığa, dörd təcrübəyə qədər imkan verir və sonrakı ikinci faza yüksək enerjili hadron toqquşdurucusu üçün infrastruktur təklif edir.
***
References:
- CERN. Press-reliz – CERN Şurası gələcək nəsil kollayderin texniki-iqtisadi əsaslandırmasını nəzərdən keçirir. 10 noyabr 2025. Əlçatandır https://home.cern/news/press-release/accelerators/cern-council-reviews-feasibility-study-next-generation-collider
- CERN. Press-reliz – CERN mümkün Gələcək Dairəvi Toqquşdurucunun mümkünlüyü haqqında hesabat yayıb. 31 mart 2025. Əlçatandır https://home.cern/news/news/accelerators/cern-releases-report-feasibility-possible-future-circular-collider
- Gələcək Dairəvi Kollayderin Texniki İqtisadi Əsaslandırması artıq yekunlaşıb https://home.cern/science/cern/fcc-study-media-kit
- Gələcək Dairəvi Kollayder https://home.cern/science/accelerators/future-circular-collider
- FCC: fizika işi. 27 mart 2024-cü il. https://cerncourier.com/a/fcc-the-physics-case/
***
Related articles:
- “Çox erkən kainatın” tədqiqi üçün hissəciklərin toqquşdurucuları: Muon toqquşdurucusu nümayiş etdirildi (31 Oktyabr 2024)
- CERN Fizikada Elmi Səyahətinin 70 illiyini qeyd edir (2 Fevral 2024)
***
FCC haqqında bəzi təhsil videoları:
***
 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}