เครื่องชนที่วางแผนไว้อีกสองเครื่องในจีนและยุโรปจะมีลักษณะเป็นวงกลม เว็บตรง เหมือน LHC แต่จะแคระเครื่องจักรขนาดยักษ์อยู่แล้ว ทั้งสองจะอยู่ที่ประมาณ 100 กิโลเมตร นั่นเป็นวงกลมที่ใหญ่พอที่ประเทศลิกเตนสไตน์จะเข้าไปข้างในได้ง่าย — สองครั้ง
ณ ตำแหน่งที่ยังไม่ได้กำหนดในประเทศจีน
เครื่องชนอิเล็กตรอนแบบวงกลมหรือ CEPC จะชนอิเล็กตรอนและโพซิตรอนที่ 240 พันล้านโวลต์อิเล็กตรอนตามแผนแนวคิดที่เผยแพร่อย่างเป็นทางการในเดือนพฤศจิกายน และได้รับการสนับสนุนจาก Wang และสถาบันฟิสิกส์พลังงานสูง . ภายหลังสามารถอัพเกรดคันเร่งให้ชนโปรตอนด้วยพลังงานที่สูงขึ้นได้ นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าพวกเขาสามารถเริ่มสร้างเครื่องจักรมูลค่า 5 พันล้านดอลลาร์ถึง 6 พันล้านดอลลาร์ภายในปี 2565 และพร้อมที่จะดำเนินการภายในปี 2573
และที่ CERN เครื่อง Future Circular Collider หรือ FCC ที่เสนอจะทำงานในลักษณะเดียวกัน โดยจะชนกันของอิเล็กตรอนและโพซิตรอนก่อนที่จะเคลื่อนที่ไปยังโปรตอน เป้าหมายสูงสุดคือการเข้าถึงการชนโปรตอนด้วยอิเล็กตรอน 100 ล้านล้านโวลท์มากกว่าพลังงานของ LHC ถึง 7 เท่าตามรายงานจากกลุ่มนักวิจัยนานาชาติเมื่อวันที่ 15 มกราคม
ในขณะเดียวกัน นักวิทยาศาสตร์ได้ปิด LHC เป็นเวลาสองปีขณะที่พวกเขาอัพเกรดเครื่องเพื่อให้ทำงานด้วยพลังงานที่สูงขึ้นเล็กน้อย ( SN Online: 12/3/18 ) ยิ่งไปกว่านั้น เวอร์ชันเสริมที่รู้จักกันในชื่อHigh-Luminosity LHCสามารถออนไลน์ได้ในปี 2026 และจะเพิ่มอัตราการชนของโปรตอนอย่างน้อยห้าเท่า ( SN Online: 6/15/18 )
ภาพเหมือนของฮิกส์
เมื่อ LHC ถูกสร้างขึ้น นักวิทยาศาสตร์ค่อนข้างมั่นใจว่าพวกเขาจะพบ Higgs boson ด้วย แต่ด้วยสิ่งอำนวยความสะดวกใหม่นี้ ไม่มีคำสัญญาว่าจะมีอนุภาคใหม่ แต่เครื่องจักรจะมุ่งไปที่แคตตาล็อกว่าฮิกส์มีปฏิสัมพันธ์กับอนุภาคอื่นที่รู้จักมากเพียงใด ในศัพท์แสงของนักฟิสิกส์ สิ่งเหล่านี้เรียกว่า “ข้อต่อ”
การวัดคัปปลิ้งของ Higgs อาจเพียงแค่ยืนยันความคาดหวังของรุ่นมาตรฐาน แต่ถ้าการสังเกตแตกต่างไปจากที่คาดหวัง ความคลาดเคลื่อนอาจบอกใบ้ถึงการมีอยู่ของสิ่งใหม่ๆ ทางอ้อม เช่น อนุภาคที่ประกอบเป็นสสารมืด
นักวิทยาศาสตร์บางคนมีความหวังว่าสิ่งไม่คาดคิดอาจเกิดขึ้น นั่นเป็นเพราะว่าฮิกส์เป็นปริศนา: อนุภาครวมตัวกันเป็นของเหลวคล้ายกากน้ำตาล “ทำไมของไหลนี้ถึงทำอย่างนั้น? เราไม่มีเงื่อนงำ” Michael Peskin นักฟิสิกส์อนุภาคเชิงทฤษฎีจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดกล่าว ของเหลวนั้นแผ่ซ่านไปทั่วจักรวาล ทำให้อนุภาคช้าลงและทำให้พวกมันแข็งแกร่ง
ปริศนาอีกประการหนึ่งคือมวลของฮิกส์นั้นเล็กกว่าที่คาดไว้ล้านล้านเท่า ( SN Online: 10/22/13 ) ตัวเลขบางตัวในแบบจำลองมาตรฐานต้องได้รับการปรับปรุงอย่างละเอียดเพื่อให้มีความเที่ยงตรงสูงสุด ทำให้ฮิกส์มีกำลังวังชาน้อยลง นักฟิสิกส์สถานการณ์พบว่าไม่เป็นธรรมชาติ
ความแปลกประหลาดของฮิกส์บ่งชี้ว่าอาจมีอนุภาคอื่นอยู่ที่นั่น
ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์คิดว่าพวกเขามีคำตอบสำหรับข้อสงสัยของฮิกส์ ผ่านทฤษฎีที่เรียกว่าสมมาตรยิ่งยวดซึ่งจัดวางว่าอนุภาคที่รู้จักแต่ละตัวมีคู่ที่หนักกว่า ( SN: 10/1/16, หน้า 12 ) “ก่อนที่ LHC จะเริ่มต้น มีความคาดหวังมากมาย” Abramowicz กล่าว: นักวิทยาศาสตร์บางคนอ้างว่า LHC จะพบอนุภาคที่สมมาตรยิ่งยวดได้อย่างรวดเร็ว “มันไม่เกิดขึ้น” เธอกล่าว
เครื่องชนกันที่กำลังจะเกิดขึ้นอาจยังพบหลักฐานของสมมาตรยิ่งยวดหรือเป็นนัยที่อนุภาคใหม่ แต่คราวนี้นักวิทยาศาสตร์ไม่ได้ให้คำมั่นสัญญา
นักฟิสิกส์อนุภาคทฤษฎี Juan Rojo จากมหาวิทยาลัย Vrije อัมสเตอร์ดัมกล่าวว่า “ในอดีต บางคนขายเกินสิ่งที่คาดว่าจะได้รับจาก LHC อย่างชัดเจน เมื่อพูดถึง colliders ใหม่ ๆ “เราควรหลีกเลี่ยงการทำผิดพลาดแบบเดียวกันหากเราต้องการให้สนามของเรามีชีวิตอยู่เป็นเวลาหลายสิบปี” เขากล่าว
ขณะนี้ นักวิจัยทั่วโลกกำลังแยกแยะลำดับความสำคัญ ทำให้เกิดข้อโต้แย้งเกี่ยวกับคอลไลเดอร์ใหม่และการทดลองฟิสิกส์อนุภาคอื่นๆ ตัวอย่างเช่น นักฟิสิกส์ชาวยุโรปจะประชุมกันในเดือนพฤษภาคมเพื่อหารือเกี่ยวกับทางเลือกต่างๆ โดยดำเนินการในเอกสารที่เรียกว่าEuropean Particle Physics Strategy Updateเพื่อเป็นแนวทางในการวิจัยในปี 2020 และปีต่อๆ ไป
สิ่งหนึ่งที่แน่นอน: เครื่องเร่งความเร็วที่เสนอจะสำรวจดินแดนที่ไม่รู้จักด้วยผลลัพธ์ที่คาดเดาไม่ได้ คำถามที่ยังไม่มีคำตอบเกี่ยวกับฮิกส์โบซอนทำให้เป็นสถานที่ที่ชัดเจนที่สุดในการค้นหาคำใบ้ของฟิสิกส์ใหม่ Peskin กล่าว “มันเป็นสถานที่ที่เรายังไม่ได้ดู ดังนั้นมันจึงน่าสนใจจริงๆ”
ขั้นตอนแรกคือพยายามคิดให้ออกว่ากฎฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้องจริงๆ คืออะไร ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์นั้นยอดเยี่ยม แต่ก็ไม่ใช่คำพูดสุดท้ายเกี่ยวกับฟิสิกส์ของจักรวาลอย่างไม่ต้องสงสัย ท้ายที่สุด มันอยู่ร่วมกันอย่างไม่สบายใจกับกลศาสตร์ควอนตัม ซึ่งควบคุมโลกของอะตอมและเป็นไปได้ว่าเนื่องจากทุกสิ่งถูกสร้างขึ้นจากสิ่งที่อยู่ใต้อะตอม ส่วนที่เหลือของจักรวาลก็เช่นกัน การที่คอมโบสัมพัทธภาพทั่วไปและควอนตัมอนุญาตให้เดินทางข้ามเวลาได้หรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับว่าทฤษฎีที่ถูกต้องที่สุดที่รวมทั้งสองเข้าด้วยกันเป็นอย่างไร เว็บตรง
