Cercetătorii de la cel mai mare accelerator de particule din lume din Elveția au înaintat propuneri pentru un superaccelerator, mult mai mare, cu care să descopere noi particule care ar revoluționa fizica și ar conduce la o înțelegere mai completă a modului în care funcționează Universul, informează BBC.

Dacă noul superaccelerator va fi aprobat, acesta va fi de trei ori mai mare decât mașina gigantică actuală.

Dar prețul său de 17 miliarde de lire sterline a ridicat câteva sprâncene, un critic descriind cheltuielile drept „nesăbuite”.

Acești bani - care reprezintă doar costul inițial al construcției - ar proveni de la țările membre ale Organizației Europene pentru Cercetare Nucleară (CERN), iar unii experți s-au întrebat dacă au sens economic.

Cea mai mare realizare a Large Hadron Collider (LHC) a fost detectarea unei noi particule numită Bosonul Higgs în 2012. Însă, de atunci, ambiția cercetătorilor de a urmări două probleme considerate ca Sfinți Graal ai fizicii - materia întunecată și energia întunecată - s-a dovedit dificilă și unii cercetători cred că există opțiuni mai ieftine.

Noua mașină se numește Future Circular Collider (FCC). Directorul general al CERN, prof. Fabiola Gianotti, a declarat pentru BBC News că, dacă va fi aprobată, va fi o „mașină frumoasă”.

„Este un instrument care va permite omenirii să facă pași uriași înainte în a răspunde la întrebările din fizica fundamentală despre cunoștințele noastre despre Univers. Și pentru a face asta avem nevoie de un instrument mai puternic care să abordeze aceste întrebări”, a spus ea.

Organizația Europeană pentru Cercetare Nucleară (CERN) este situată la granița dintre Elveția și Franța, lângă Geneva.

Cel mai mare accelerator de particule (LHC) constă într-un tunel circular subteran de 27 km în circumferință. Acesta accelerează interiorul atomilor (hadronilor), atât în sensul acelor de ceasornic, cât și în sens invers acelor de ceasornic, la viteze apropiate de viteza luminii și, în anumite puncte, îi lovește mai greu decât poate orice alt distrugător de atomi din lume.

Particulele mai mici, subatomice rămase în urma coliziunilor îi ajută pe oamenii de știință să descopere din ce sunt alcătuiți atomii și cum interacționează între ei.

Detectarea de către superaccelerator a particulei bosonului Higgs acum mai bine de 10 ani a fost revoluționară.

Existența unui bloc de construcție care dă forma lor tuturor celorlalte particule din Univers a fost prezisă în 1964 de fizicianul scoțian Peter Higgs, dar a fost descoperită de LHC abia în 2012. A fost ultima piesă a puzzle-ului teoriei actuale de fizică subatomică, care se numește Modelul Standard.

Propunerea este ca FCC, care este mai mare, să fie construit în două etape. Primul va începe să funcționeze la mijlocul anilor 2040 și va ciocni electronii împreună. Se speră că energia crescută va produce un număr mare de particule Higgs pentru ca oamenii de știință să le studieze în detaliu.

A doua fază va începe în anii 2070 și va necesita magneți mai puternici, atât de avansați încât nu au fost încă inventați. În loc de electroni, protonii mai grei vor fi folosiți în căutarea unor particule noi.

FCC va fi de aproape trei ori mai mare decât circumferința LHC, 91 km și de două ori mai adânc. Trebuie să fie mai adânc pentru a preveni ca radiația mai puternică creată de energiile superioare să ajungă la suprafață.

Argumentul cercetătorilor este faptul că LHC, care a costat 3,75 miliarde de lire sterline pentru a fi construit și a început să funcționeze în 2008, nu a reușit încă să găsească particule care să ajute la explicarea a 95% din Univers.

Oamenii de știință sunt încă în căutarea a două mari necunoscute - o forță numită energie întunecată care acționează ca opusul gravitației și dizolvă obiectele din Univers, cum ar fi galaxiile. Celălalt este materia întunecată, care nu poate fi detectată, dar prezența ei este simțită prin gravitație.

„Ne lipsește ceva mare”, spune Fabiola Gianotti.

Ea spune că FCC este necesar, deoarece descoperirea acestor particule întunecate ar duce la o nouă teorie mai completă a modului în care funcționează Universul.

Cu mai bine de 20 de ani în urmă, mulți cercetători de la Cern au prezis că LHC va găsi aceste particule misterioase. Nu a făcut-o.

Criticii, precum Dr. Sabine Hossenfelder de la Institutul de Studii Avansate din Frankfurt, spun că nu există nicio garanție că noul superaccelerator va reuși.

„Fizica particulelor este un domeniu de cercetare mare și bine finanțat din motive istorice, care a crescut din fizica nucleară și trebuie să se micșoreze înapoi la o dimensiune rezonabilă, poate o zecime din dimensiunea actuală”, a spus ea.

Un fost consilier științific șef al guvernului britanic, profesorul Sir David King, a declarat pentru BBC News că crede că cheltuirea a 17 miliarde de lire sterline pentru proiect ar fi „nechibzuită”.

„Când lumea se confruntă cu amenințările din cauza urgenței climatice, nu ar fi mai înțelept să canalizăm aceste fonduri de cercetare în eforturile de a crea un viitor gestionabil?”, spune acesta

Și există, de asemenea, o dezbatere între fizicienii particulelor, care se întreabă dacă un accelerator de particule gigant este cea mai bună opțiune.

Profesorul Aidan Robson de la Universitatea Glasgow, a declarat pentru BBC News că un accelerator construit în linie dreaptă ar fi mai ieftin.

„Există trei avantaje principale. În primul rând, o mașină liniară ar putea fi realizată etapă cu etapă. În al doilea rând, profilul de cost ar fi destul de diferit - deci etapa inițială ar costa mai puțin, iar în al treilea rând tunelul este mai scurt și ai putea face asta mai repede”, a spus el.

Dar FCC este opțiunea preferată de CERN și se află în stadiul în care așteaptă reacții la propunere din partea celor 70 de țări membre, care vor trebui să plătească pentru noua mașinărie.