Ang paghahanap ng mga sagot sa mga bukas na tanong (gaya ng, kung aling mga pangunahing particle ang gumagawa ng dark matter, bakit nangingibabaw ang matter sa uniberso at kung bakit may matter-antimatter asymmetry, ano ang force particle para sa gravity, dark energy, neutrino mass atbp.) na hindi matugunan ng Standard Model, maaaring kailanganin ng isang tao na tumingin sa kabila ng Standard Model at tuklasin ang posibleng pagkakaroon ng bago, mas mahinang pag-iral ng mga particle na mahusay na nakikipag-ugnayan sa Standard na mga particle na may bagong, mas magaan na pag-iral ng Modelo. mas mabibigat na particle na hindi naaabot ng kasalukuyang pasilidad ng LHC. Ang iminungkahing Future Circular Collider (FCC) ay gagawing posible na hanapin ang pagkakaroon ng naturang mga pangunahing particle na lampas sa Standard Model. Sinuri na ngayon ng CERN Council ang ulat ng FCC Feasibility Study. Ang isang pinal na desisyon sa pagtatayo ng FCC ng CERN Council ay inaasahan sa paligid ng 2028. Kung maaprubahan, ang pagtatayo ng FCC ay maaaring magsimula sa 2030s. Ito ay magiging humigit-kumulang 100 km sa circumference na nasa 200 metro sa ibaba ng lupa malapit sa parehong lokasyon ng LHC malapit sa Geneva. Pagtagumpayan nito ang Large Hadron Collider (LHC), na magtatapos sa mga operasyon nito sa 2041. Ipapatupad ang FCC sa dalawang yugto. Ang unang yugto, ang FCC-ee ay magiging electron-positron collider para sa katumpakan na mga sukat patungo sa paghahanap ng mas magaan na mga particle, na mag-aalok ng 15-taong programa sa pananaliksik mula sa huling bahagi ng 2040s. Sa pagkumpleto ng yugtong ito, ang pangalawang makina, ang FCC-hh (mataas na enerhiya), ay ikomisyon sa parehong tunel. Ang ikalawang yugto ay naglalayong maabot ang collision energies na 100 TeV (mas mataas kaysa sa 13 TeV ng LHC) patungo sa paghahanap ng mas mabibigat na particle. Ang yugtong ito ay magiging operational sa 2070s at tatakbo hanggang sa katapusan ng ika-21 siglo.
Noong 6-7 Nobyembre 2025, nirepaso ng CERN Council (binubuo ng mga delegado mula sa Member at Associate Member States ng CERN) ang kinalabasan ng Feasibility Study para sa iminungkahing Future Circular Collider (FCC).
Nauna rito, nagsagawa ng pag-aaral ang CERN upang masuri ang pagiging posible ng isang Future Circular Collider (FCC) sa pakikipagtulungan sa mga institusyon sa Member at Associate Member States ng CERN at higit pa. Ang ulat ay inilabas noong 31 Marso 2025 na sinuri ng mga subordinate na katawan ng CERN Council. Ang ulat ay sinuri din ng mga independiyenteng komite ng eksperto, na nagsasaad na ang FCC ay lumilitaw na teknikal na magagawa batay sa dokumentasyong ipinakita.
Sinuri na ngayon ng mga delegado ng CERN Council ang ulat ng Feasibility Study ng FCC noong 6 -7 Nobyembre 2025 sa isang nakatuong pagpupulong at napagpasyahan na ang Feasibility Study ay nagbibigay ng batayan para magpatuloy ang mga pag-aaral ng FCC. Ito ay isang mahalagang hakbang patungo sa posibleng pag-apruba ng FCC ng CERN Council noong Mayo 2026 kapag ang lahat ng mga rekomendasyon ay ihaharap dito para sa pagsasaalang-alang. Ang isang pinal na desisyon sa pagtatayo ng FCC ng CERN Council ay inaasahan sa paligid ng 2028.
Ang Future Circular Collider (FCC) ay isa sa mga iminungkahing susunod na henerasyon na particle collider sa CERN. Inaasahang magtagumpay ito sa Large Hadron Collider (LHC), na magtatapos sa mga operasyon nito sa 2041. Kasalukuyang nagsusumikap ang CERN na tukuyin ang susunod na collider na magtagumpay sa LHC na kasalukuyang workhorse ng CERN.
Inatasan noong 2008, ang Large Hadron Collider (LHC) ay isang circular collider na may sukat na 27-km sa circumference at matatagpuan 100 m sa ibaba ng lupa malapit sa Geneva. Sa kasalukuyan, ito ang pinakamalaki at pinakamalakas na collider sa mundo na bumubuo ng mga banggaan sa lakas na 13 teraelectronvolts (TeV) na siyang pinakamataas na enerhiya na naabot ng isang accelerator sa ngayon. Pinapabilis nito ang mga hadron na malapit sa bilis ng liwanag, pagkatapos ay binabangga ang mga ito na ginagaya ang mga kondisyon ng unang bahagi ng uniberso.
| Ang mga Particle Accelerator/Collider ay mga bintana sa Very Early Universe |
| Ang "Very early universe" ay tumutukoy sa pinakamaagang yugto ng uniberso (ang unang tatlong minuto sa lalong madaling panahon pagkatapos ng Big Bang) kapag ito ay sobrang init at ang uniberso ay ganap na pinangungunahan ng radiation. Ang Plank epoch ay ang unang epoch ng radiation era na tumagal mula sa Big Bang hanggang 10-43 s. Sa temperatura na 1032 K, ang uniberso ay sobrang init sa panahong ito. Ang panahon ng Planck ay sinundan ng Quark, Lepton, at Nuclear epoch; lahat ay maikli ang buhay ngunit nailalarawan sa pamamagitan ng napakataas na temperatura na unti-unting bumababa habang lumalawak ang uniberso. Ang direktang pag-aaral ng pinakamaagang yugtong ito ng uniberso ay hindi posible. Ang maaaring gawin ay muling likhain ang mga kondisyon ng yugtong ito ng uniberso sa mga particle accelerators. Ang data na nabuo sa pamamagitan ng banggaan ng mga particle sa mga accelerators/collider ay nag-aalok ng hindi direktang window sa napakaagang uniberso. Ang mga collider ay napakahalagang kasangkapan sa pananaliksik sa pisika ng butil. Ito ay mga pabilog o linear na makina na nagpapabilis ng mga particle sa napakataas na bilis na malapit sa bilis ng liwanag at nagbibigay-daan sa mga ito na bumangga laban sa isa pang particle na nagmumula sa tapat na direksyon o laban sa isang target. Ang mga banggaan ay bumubuo ng napakataas na temperatura sa pagkakasunud-sunod ng trilyon ng Kelvin (katulad ng mga kondisyon na naroroon sa pinakamaagang panahon ng panahon ng radiation). Ang mga enerhiya ng nagbabanggaan na mga particle ay idinagdag kaya ang enerhiya ng banggaan ay mas mataas. Ang enerhiya ng banggaan ay binago sa bagay sa anyo ng mga particle na umiral sa pinakaunang uniberso ayon sa mass-energy symmetry. Halimbawa, kapag ang mga subatomic na particle na mga electron ay bumangga sa kanilang mga anti-matter partnerspositrons, ang matter at anti-matter ay nalipol at ang enerhiya ay inilabas. Ang iba't ibang uri ng mga bagong elementarya na particle ay lumalabas sa inilabas na enerhiya. Ang mga bagong particle ay maaaring ang Higgs boson o top quark, na napakabigat na uri ng subatomic building blocks ng matter. Siguro, dark matter particles at supersymmetric particles din, isang bagay na hindi pa matutuklasan. Ang ganitong mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga particle ng mataas na enerhiya sa mga kondisyon na umiral sa napakaagang uniberso ay nagbibigay ng mga bintana sa kung hindi man hindi naa-access na mundo ng oras na iyon at ang pagsusuri ng mga byproduct ng mga banggaan ay nagpapayaman sa ating pang-unawa sa mga pangunahing particle at nag-aalok ng isang paraan upang maunawaan ang mga namamahala sa mga batas ng pisika. Ang mga particle accelerator ay ginagamit bilang mga tool sa pananaliksik para sa pag-aaral ng napakaagang uniberso. Ang mga Hadron collider (lalo na ang Large Hadron Collider LHC ng CERN) at electron-positron collider ay nasa unahan sa paggalugad ng napakaagang uniberso. Ang mga eksperimento ng ATLAS at CMS sa Large Hadron Collider (LHC) ay matagumpay sa pagtuklas ng Higgs boson noong 2012. (Pinagmulan: Mga particle collider para sa pag-aaral ng "Very early universe": Ipinakita ng Muon collider) |
Ang High-Luminosity Large Hadron Collider (HL – LHC) ng CERN ay magpapalaki sa pagganap ng LHC sa pamamagitan ng pagpapataas ng bilang ng mga banggaan upang bigyang-daan ang pag-aaral ng mga kilalang mekanismo nang mas detalyado. Ito ay malamang na gumana sa 2029.
Ang iminungkahing Future Circular Collider (FCC) ay magiging mas mataas na performance na particle collider vis-a-vis Large Hydron Collider. Dinisenyo upang tuklasin ang pagkakaroon ng bago, mas mabibigat na particle, na hindi maaabot ng Large Hadron Collider (LHC) at pagkakaroon ng mas magaan na particle na napakahinang nakikipag-ugnayan sa mga particle ng Standard Model, ang FCC ay magiging humigit-kumulang 100 km sa circumference na nasa 200 metro sa ibaba ng lupa malapit sa parehong lokasyon ng LHC. Kung maaprubahan, ang pagtatayo ng FCC ay maaaring magsimula sa 2030s.
Ang FCC ay ipapatupad sa dalawang yugto. Ang unang yugto, ang FCC-ee ay magiging isang electron-positron collider para sa mga sukat ng katumpakan. Mag-aalok ito ng 15-taong programa sa pananaliksik mula sa huling bahagi ng 2040s. Sa pagkumpleto ng yugtong ito, ang pangalawang makina, ang FCC-hh (mataas na enerhiya), ay ikomisyon sa parehong tunel. Nilalayon nitong maabot ang collision energies ng 100 TeV colliding hadrons (protons) at heavy ions. Ang FCC-hh ay magiging operational sa 2070s at tatakbo hanggang sa katapusan ng ika-21 siglo.
Bakit kailangan ang FCC? Ano ang layunin nito?
Ang buong nakikitang uniberso kasama ang lahat ng baryonic na ordinaryong bagay na binubuo nating lahat ay bumubuo lamang ng 4.9% ng mass energy content ng uniberso. Ang invisible dark matter ay bumubuo ng hanggang 26.8% (samantalang ang natitirang 68.3% ng mass energy content ng uniberso ay dark energy). Hindi alam kung ano talaga ang dark matter. Ang Standard Model (SM) ng particle physics ay walang pangunahing mga particle na may mga katangian na kailangan upang maging dark matter. Ipinapalagay na marahil ang "mga supersymmetric na particle" na kasosyo sa mga particle sa Standard Model ay gumagawa ng dark matter. O marahil mayroong isang parallel na mundo ng dark matter. Ang mga WIMP (Weakly Interacting Massive Particles), axions, o sterile neutrino ay mga hypothesized na particle na "Beyond the Standard Model" (BSM) na nangunguna sa mga kandidato. Gayunpaman, wala pang tagumpay sa pagtuklas ng anumang naturang mga particle. Maraming iba pang bukas na tanong (gaya ng matter-antimatter asymmetry, gravity, dark energy, neutrinomass atbp) na hindi masasagot ng Standard Model. Gayundin, ang papel ng Higgs field sa ebolusyon ng uniberso ay nagsimulang pag-usapan pagkatapos ng pagtuklas ng Higgs boson noong 2012 ng ATLAS at CMS na mga eksperimento sa Large Hadron Collider (LHC).
Ang mga posibleng sagot sa mga bukas na tanong sa itaas ay lampas sa Standard Model of particle physics. Maaaring kailanganin ng isa na tuklasin ang pagkakaroon ng bago, mas magaan na mga particle na napakahinang nakikipag-ugnayan sa mga particle ng Standard Model. Mangangailangan ito ng malaking halaga ng pangongolekta ng data at napakataas na sensitivity sa mga signal ng produksyon ng mga naturang particle na nasa ilalim ng saklaw ng unang yugto ng FCC viz., FCC-ee (pagsusukat ng katumpakan). Kinakailangan din na tuklasin ang pagkakaroon ng bago, mas mabibigat na particle na mangangailangan ng mga pasilidad na may mataas na enerhiya. Ang FCC-hh (mataas na enerhiya), ang ikalawang yugto ng FCC ay naglalayong maabot ang collision energies na 100 TeV (na mas mataas kaysa sa 13 TeV ng LHC). Tulad ng para sa hugis ng unang yugto ng electron–positron (e+e-) collider, ang pabilog na hugis ay ginustong (vis-a-vis linear) dahil ang pabilog na hugis ay nagbibigay-daan sa mas mataas na liwanag, hanggang sa apat na eksperimento at nag-aalok ng imprastraktura para sa kasunod na ikalawang yugto ng high-energy hadron collider.
***
Sanggunian:
- CERN. Press release – Nire-review ng CERN Council ang feasibility study para sa susunod na henerasyong collider. 10 Nobyembre 2025. Magagamit sa https://home.cern/news/press-release/accelerators/cern-council-reviews-feasibility-study-next-generation-collider
- CERN. Press release – Inilabas ng CERN ang ulat tungkol sa pagiging posible ng isang posibleng Future Circular Collider. 31 Marso 2025. Magagamit sa https://home.cern/news/news/accelerators/cern-releases-report-feasibility-possible-future-circular-collider
- Ang Feasibility Study para sa Future Circular Collider ay tinatapos na ngayon https://home.cern/science/cern/fcc-study-media-kit
- Hinaharap na Circular Collider https://home.cern/science/accelerators/future-circular-collider
- FCC: ang kaso ng pisika. 27 Marso 2024. https://cerncourier.com/a/fcc-the-physics-case/
***
Kaugnay na mga artikulo:
- Mga particle collider para sa pag-aaral ng "Very early universe": Ipinakita ng Muon collider (31 Oktubre 2024)
- Ipinagdiriwang ng CERN ang 70 taon ng Scientific Journey sa Physics (2 Pebrero 2024)
***
Ilang pang-edukasyon na video sa FCC:
***
 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}