(Tomado de CERN releases report on the feasibility of a possible Future Circular Collider).

O FCC (Future Circular Collider) é un colisionador de partículas proposto cunha circunferencia duns 91 km que podería suceder ao actual instrumento insignia do CERN -o Gran Colisionador de Hadrones (LHC) de 27 km- na década de 2040. A súa motivación científica xorde do descubrimento do bosón de Higgs en 2012, xunto con outras cuestións cruciais pendentes en física fundamental.

O bosón de Higgs é a partícula máis simple e á vez máis desconcertante descuberta ata o de agora, con propiedades que teñen implicacións de gran alcance para a nosa existencia. Está relacionado co mecanismo que permitiu a partículas elementais como os electróns gañar masa unha fracción de nanosegundo despois do Big Bang, permitindo a formación de átomos e, por tanto, de estruturas. Tamén pode estar relacionado co destino do Universo e podería lanzar luz sobre os moitos misterios sen resolver da física moderna.

Tal e como se describe no Informe do Estudo de Viabilidade, o programa de investigación do FCC contempla dúas posibles etapas: un colisionador electrón-positrón que sirva de fábrica de Higgs, electrodébil e top-quark funcionando a diferentes enerxías do centro de masas, seguido nunha etapa posterior por un colisionador protón-protón que funcione a unha enerxía de colisión sen precedentes duns 100 TeV.

Representación artística do FCC (Imaxe CERN)

Os programas complementarios de física de cada etapa coinciden coas máximas prioridades establecidas na actualización de 2020 da Estratexia Europea de Física de Partículas.

O informe abarca aspectos moi diversos relacionados coa posible realización dun proxecto deste tipo. Entre eles inclúense os obxectivos físicos, a xeoloxía, a enxeñería civil, a infraestrutura técnica, as dimensións territoriais e ambientais, as necesidades de I+D para os aceleradores e detectores, os beneficios socioeconómicos e o custo.

O custo estimado da construción da etapa de electróns-positróns de FCC, incluído o túnel e toda a infraestrutura, é de 15 000 millóns de francos suízos. Este investimento, que se distribuiría ao longo dun período duns 12 anos a partir de principios da década de 2030, inclúe a obra civil, a infraestrutura técnica, os aceleradores de electróns e positróns e catro detectores para o seu funcionamento. Como no caso da construción do LHC, a maior parte do financiamento procedería do orzamento anual actual do CERN.

O CERN comprometeuse a que calquera novo proxecto no Laboratorio sexa un exemplo de infraestrutura de investigación sostible, integrando os principios do ecodiseño en todas as fases do proxecto, desde o deseño á construción, pasando polo funcionamento e o desmantelamento. O informe detalla os conceptos e vías para manter baixa a pegada ambiental de FCC, á vez que se impulsan novas tecnoloxías en beneficio da sociedade e desenvólvense sinerxias territoriais como a reutilización enerxética.

Un dos principais compoñentes do Estudo de Viabilidade do FCC foi o trazado e a localización do anel do colisionador e a infraestrutura conexa, que se estudaron diligentemente para maximizar o beneficio científico tendo en conta ao mesmo tempo a compatibilidade territorial, as limitacións ambientais e de construción e o custo. Desenvolvéronse e analizaron non menos de 100 escenarios antes de decantarse pola opción preferida: unha circunferencia do anel de 90,7 km a unha profundidade media de 200 m, con oito emprazamentos de superficie e catro experimentos.

Unha aproximación sinxela á física do FCC pode atoparse aquí.

Ao longo de todo o proceso do Estudo de Viabilidade, o CERN estivo acompañado polos seus dous Estados anfitrións, Francia e Suíza, en colaboración con entidades de ámbito local, rexional e nacional. Os procesos de compromiso co público están a prepararse de acordo con os respectivos marcos dos Estados anfitrións para garantir un diálogo construtivo coas partes interesadas territoriais.

O informe, que non implica ningún compromiso por parte dos Estados membros e asociados do CERN para construír o FCC, será revisado por diversos organismos de expertos independentes antes de ser examinado polo Consello do CERN. O Consello podería tomar unha decisión sobre a conveniencia ou non de seguir adiante co proxecto do FCC ao redor de 2028.

Os colisionadores de partículas desempeñan un papel único na exploración da física. Tamén permiten o desenvolvemento de tecnoloxías sen precedentes en moitos campos de relevancia para a sociedade, que van desde os materiais superconductores para aplicacións médicas, a investigación da enerxía de fusión e a transmisión de electricidade ata os aceleradores e detectores avanzados para aplicacións médicas e moitas outras.

O Estudo de Viabilidade do FCC púxose en marcha seguindo as recomendacións da actualización para 2020 da Estratexia Europea de Física de Partículas e servirá de achega para a actualización en curso da Estratexia, xunto con estudos de proxectos alternativos propostos pola comunidade científica.

FCC nuns poucos datos aquí...

- Exploración de conceptos e tecnoloxías para a próxima xeración de potentes colisores de partículas
- Un túnel subterráneo en forma de anel de 91 kilómetros situado baixo Francia e Suiza
- Unha profundidade media de 200 metros e oito emprazamentos en superficie para un máximo de catro experimentos.
- Inicio das operacións previsto para mediados da década de 2040, e un programa de investigación que abranguerá máis de 70 años, ata finais do século XXI
- Dúas fases: un colisor electrón-positrón (FCC-ee) que proporcionaría medidas de precisión sen precedentes e podería abrir o camiño a unha física máis aló do Modelo Estándar e un colisor protón-protón (FCC-hh) que alcanzaría enerxías ata oito veces superiores ás dol LHC, e ofrecería un novo potencial de descubrimientos.
- Más de 150 institutos de más de 30 países forman la colaboración FCC global, mientras se siguen buscando nuevos socios para trabajar en investigación y desarrollo
- 15000 millóns de CHF para a construción do FCC-ee e os seus catro experimentos, repartidos en 12 años.

(Imaxe CERN)

 O calendario provisional.

 2025: Terminación do FCC Feasibility Study 

• Entre 2027-2028: Decisión dos Estados Miembros do CERN e socios internacionais.
• 2030s: Comezo da construción.
• Mid-2040s: FCC-ee inicia operacións para 15 anos de funcionamento, aproximadamente.
• 2070s: FCC-hh inicia operacións para funcionar uns 25 anos.

Para contextualizar, os argumentos físicos a favor do LHC foron presentados en 1984, tardaron 10 anos en se aprobar e 25 en se desenvolver e instalarse os imáns. Os colisores son proxectos que implican a unha xeración.

Máis información:

• Future Circular Collider Feasibility Study Report Volume 1: Physics and Experiments is here
• Future Circular Collider Feasibility Study Report Volume 2: Accelerators, technical infrastructure and safety is here
• Future Circular Collider Feasibility Study Report Volume 3: Civil Engineering, Implementation and Sustainability is here 
• The media kit about the FCC Feasibility Study is here.