LHCパート2
大型ハドロン衝突型加速器（LHC）は粒子加速の分野でまだ多くの成果を上げる余地があるが、科学者たちはすでに後継機の検討を始めている。後継機は、すでに巨大な現行機の3倍の大きさになる予定だ。
LHCの後継機の開発には数十年かかると見込まれているため、専門家たちは今すぐ着手したいと考えている。目標は、現在の装置より約7倍強力な機械を作り上げることだ。
今週、世界各地から集まった500人を超える科学者がドイツのベルリンで知恵を出し合い、LHC 2.0、すなわち将来円形衝突型加速器（FCC）がどのようなものになるかを検討している。
LHCの環状トンネルは全長27キロメートル（約17マイル）だが、FCCの周回路は80～100キロメートル（50～62マイル）になる見込みで、前身と同じくフランスとスイスの国境付近に設置される。
磁石の強度を2倍にして設置し、次世代機では最大100テラ電子ボルトのエネルギーで粒子ビーム同士を衝突させる計画だ。これは、1,000万回の落雷による粒子加速とほぼ同じ規模にあたる。
この追加のエネルギーによって、研究者は、さらに重い未知の粒子を観測できる可能性がある。それはヒッグス粒子よりも重い粒子だ。ヒッグス粒子は、自然法則に関する最も根本的な理解を支える粒子であり、LHCは2012年にその存在を示す証拠を発見した。
研究者によると、次世代LHCは、原子炉や電力網に使う、より耐放射線性の高い素材の開発にも役立つ可能性がある。
待つ価値のある計画
FCCの計画を検討するチームは、来年までに提案をまとめたいと考えているが、初めて稼働するのはその20年後になる可能性もある。LHCは計画から稼働まで、完成にほぼ30年を要した。
究極の目標は、宇宙の法則をさらに深く探ることだ。
「銀河の運動のようなものを調べると、観測できる現象のうち、理解し説明できるのは約5％にすぎないことがわかります」と、FCC研究を率いるマイケル・ベネディクトは、Horizonのジョー・ドッジシュンに語った。
「しかし、いわゆる暗黒物質問題のような問いがあります。銀河や星が予想どおりに動いていないことに関係する問題です。私たちにわかっている唯一の説明は、目には見えない物質が存在し、それが運動をゆがめているはずだということです。」
とはいえ、まだ大型ハドロン衝突型加速器を見限るのは早い。粒子ビームを衝突させ、物質を構成要素に分解できるほどのエネルギーを生み出すこの画期的な装置は、2035年ごろまで科学的発見をもたらし続けると見込まれている。
今年初め、LHCは、たった1件の解析から5つの新しい亜原子粒子を特定した。
LHCは2020年代半ばにも大規模なアップグレードを予定しており、粒子衝突の頻度を高め、精度をさらに向上させることができる。また、名称も高輝度大型ハドロン衝突型加速器（HL-LHC）に改められる。
今後数十年でLHCとその後継機が何を発見するのか、楽しみにしている。最新の進展は、将来円形衝突型加速器研究の公式ウェブサイトで確認できる。
FCCが完成したときには、イタチ対策が万全であることを願おう。
