Kërkimi për përgjigje për pyetjet e hapura (siç janë, cilat grimca themelore përbëjnë materien e errët, pse materia dominon universin dhe pse ekziston asimetria materie-antimaterie, çfarë është grimca e forcës për gravitetin, energjinë e errët, masën e neutrinos etj.) që Modeli Standard nuk mund t'i adresojë, mund të duhet të shikojmë përtej Modelit Standard dhe të eksplorojmë ekzistencën e mundshme të grimcave të reja, më të lehta që bashkëveprojnë shumë dobët me grimcat e Modelit Standard, si dhe të eksplorojmë ekzistencën e grimcave të reja, më të rënda përtej mundësisë së objektit ekzistues të LHC-së. Përplasësi Rrethor i së Ardhmes (FCC) i propozuar do të bënte të mundur kërkimin për ekzistencën e grimcave të tilla themelore përtej Modelit Standard. Këshilli i CERN-it tani ka shqyrtuar raportin e Studimit të Fizibilitetit të FCC-së. Një vendim përfundimtar për ndërtimin e FCC-së nga Këshilli i CERN-it pritet rreth vitit 2028. Nëse miratohet, ndërtimi i FCC-së mund të fillojë në vitet 2030. Do të jetë rreth 100 km në perimetër i vendosur rreth 200 metra nën tokë pranë të njëjtit vend si LHC pranë Gjenevës. Ai do të pasojë Përplasësin e Madh të Hadroneve (LHC), i cili do të përfundojë së funksionuari në vitin 2041. FCC do të zbatohet në dy faza. Faza e parë, FCC-ee, do të jetë një përplasës elektron-pozitron për matje precize drejt kërkimit të grimcave më të lehta, i cili do të ofrojë një program kërkimor 15-vjeçar nga fundi i viteve 2040. Pas përfundimit të kësaj faze, një makinë e dytë, FCC-hh (energji e lartë), do të vihet në punë në të njëjtin tunel. Faza e dytë synon të arrijë energji përplasjeje prej 100 TeV (shumë më të larta se 13 TeV e LHC) drejt kërkimit të grimcave më të rënda. Kjo fazë do të jetë funksionale në vitet 2070 dhe do të zgjasë deri në fund të shekullit të 21-të.
Më 6-7 nëntor 2025, Këshilli i CERN-it (i përbërë nga delegatë nga Shtetet Anëtare dhe Anëtare të Asociuara të CERN-it) shqyrtoi rezultatin e Studimit të Fizibilitetit për Përplasësin Rrethor të Ardhshëm të propozuar (FCC).
Më parë, CERN kreu një studim për të vlerësuar fizibilitetin e një Përplasësi Rrethor të Ardhshëm (FCC) në bashkëpunim me institucione në Shtetet Anëtare dhe Anëtare të Asociuara të CERN-it dhe më gjerë. Raporti u publikua më 31 mars 2025 dhe u shqyrtua nga organet vartëse të Këshillit të CERN-it. Raporti u shqyrtua gjithashtu nga komitetet e ekspertëve të pavarur, të cilët deklaruan se FCC duket teknikisht i realizueshëm bazuar në dokumentacionin e paraqitur.
Delegatët e Këshillit të CERN-it kanë shqyrtuar raportin e Studimit të Fizibilitetit të FCC-së më 6-7 nëntor 2025 në një takim të dedikuar dhe kanë arritur në përfundimin se Studimi i Fizibilitetit ofron bazën për vazhdimin e studimeve të FCC-së. Ky është një hap i rëndësishëm drejt miratimit të mundshëm të FCC-së nga Këshilli i CERN-it në maj 2026, kur të gjitha rekomandimet do t'i paraqiten atij për shqyrtim. Një vendim përfundimtar mbi ndërtimin e FCC-së nga Këshilli i CERN-it pritet rreth vitit 2028.
Përplasësi Rrethor i së Ardhmes (FCC) është një nga përplasësit e grimcave të gjeneratës së ardhshme të propozuar në CERN. Pritet që ai të pasojë Përplasësin e Madh të Hadroneve (LHC), i cili do të përfundojë së funksionuari në vitin 2041. CERN aktualisht po punon për të identifikuar përplasësin e ardhshëm që do të pasojë LHC-në, i cili është pika kryesore e punës aktuale e CERN-it.
I vënë në punë në vitin 2008, Përplasësi i Madh i Hadroneve (LHC) është një përplasës rrethor me një perimetër prej 27 km dhe ndodhet 100 m nën tokë pranë Gjenevës. Aktualisht, është përplasësi më i madh dhe më i fuqishëm në botë që gjeneron përplasje me një energji prej 13 teraelektronvolt (TeV), e cila është energjia më e lartë e arritur nga një përshpejtues deri më tani. Ai përshpejton hadronet afër shpejtësisë së dritës, pastaj i përplas ato duke imituar kushtet e universit të hershëm.
| Përshpejtuesit/Përplasësit e Grimcave janë dritare drejt Universit Shumë të Hershëm |
| "Univers shumë i hershëm" i referohet fazës më të hershme të universit (tre minutat e para menjëherë pas Shpërthimit të Madh) kur ishte jashtëzakonisht i nxehtë dhe universi dominohej plotësisht nga rrezatimi. Epoka e Plankut është epoka e parë e epokës së rrezatimit që zgjati nga Shpërthimi i Madh deri në 10-43 s. Me një temperaturë prej 1032 K, universi ishte super i nxehtë në këtë epokë. Epoka e Plankut u pasua nga epoka e Kuarkut, e Leptonit dhe epoka Bërthamore; të gjitha ishin jetëshkurtra, por karakterizoheshin nga temperatura jashtëzakonisht të larta të cilat u ulën gradualisht ndërsa universi zgjerohej. Studimi i drejtpërdrejtë i kësaj faze më të hershme të universit nuk është i mundur. Ajo që mund të bëhet është të rikrijohen kushtet e kësaj faze të universit në përshpejtuesit e grimcave. Të dhënat e gjeneruara nga përplasjet e grimcave në përshpejtuesit/përplasësit ofrojnë një dritare indirekte drejt universit shumë të hershëm. Përplasësit janë mjete shumë të rëndësishme kërkimore në fizikën e grimcave. Këto janë makina rrethore ose lineare që përshpejtojnë grimcat në shpejtësi shumë të larta afër shpejtësisë së dritës dhe i lejojnë ato të përplasen me një grimcë tjetër që vjen nga drejtimi i kundërt ose kundër një objektivi. Përplasjet gjenerojnë temperatura jashtëzakonisht të larta në rendin e triliona Kelvin (të ngjashme me kushtet e pranishme në epokat më të hershme të epokës së rrezatimit). Energjitë e grimcave që përplasen shtohen, prandaj energjia e përplasjes është më e lartë. Energjia e përplasjes transformohet në materie në formën e grimcave që ekzistonin në universin shumë të hershëm sipas simetrisë masë-energji. Për shembull, kur elektronet e grimcave nënatomike përplasen me partnerët e tyre të antimateries, pozitronet, materia dhe antimateria asgjësohen dhe çlirohet energji. Lloje të ndryshme grimcash të reja elementare kondensohen nga energjia e çliruar. Grimcat e reja mund të jenë bozonet e Higgsit ose kuarket sipërfaqësore, të cilat janë lloje shumë të rënda të blloqeve ndërtuese nënatomike të materies. Ndoshta, grimca të materies së errët dhe grimca supersimetrike, diçka që ende nuk është zbuluar. Ndërveprime të tilla midis grimcave me energji të lartë në kushtet që ekzistonin në universin shumë të hershëm japin dritare në botën ndryshe të paarritshme të asaj kohe dhe analiza e nënprodukteve të përplasjeve pasuron kuptimin tonë për grimcat themelore dhe ofron një mënyrë për të kuptuar ligjet qeverisëse të fizikës. Përshpejtuesit e grimcave përdoren si mjete kërkimore për studimin e universit shumë të hershëm. Përplasësit e hadroneve (veçanërisht Përplasësi i Madh i Hadroneve LHC i CERN-it) dhe përplasësit elektron-pozitron janë në ballë të eksplorimit të universit shumë të hershëm. Eksperimentet ATLAS dhe CMS në Përplasësin e Madh të Hadroneve (LHC) ishin të suksesshme në zbulimin e bozonit të Higgs në vitin 2012. (Burimi: Përplasësit e grimcave për studimin e "Universit shumë të hershëm": demonstruar përplasësi Muon) |
Përplasësi i Madh i Hadroneve me Shkëlqim të Lartë (HL – LHC) i CERN-it do të rrisë performancën e LHC-së duke rritur numrin e përplasjeve për të lejuar studimin e mekanizmave të njohur në detaje më të mëdha. Ka të ngjarë të jetë funksional deri në vitin 2029.
Përplasësi Rrethor i së Ardhmes (FCC) i propozuar do të ishte një përplasës grimcash me performancë më të lartë në krahasim me Përplasësin e Madh Hidronik. I projektuar për të eksploruar ekzistencën e grimcave të reja, më të rënda, përtej mundësisë së Përplasësit të Madh Hadronik (LHC) dhe ekzistencën e grimcave më të lehta që bashkëveprojnë shumë dobët me grimcat e Modelit Standard, FCC do të ishte rreth 100 km në perimetër i vendosur rreth 200 metra nën tokë, pranë të njëjtit vendndodhje si LHC. Nëse miratohet, ndërtimi i FCC mund të fillojë në vitet 2030.
FCC do të zbatohet në dy faza. Faza e parë, FCC-ee, do të jetë një përplasës elektron-pozitron për matje precize. Ai do të ofrojë një program kërkimor 15-vjeçar nga fundi i viteve 2040. Pas përfundimit të kësaj faze, një makinë e dytë, FCC-hh (energji e lartë), do të vihet në punë në të njëjtin tunel. Kjo synon të arrijë energji përplasjeje prej 100 TeV duke përplasur hadrone (protone) dhe jone të rënda. FCC-hh do të jetë funksional në vitet 2070 dhe do të funksionojë deri në fund të shekullit të 21-të.
Pse nevojitet FCC? Çfarë qëllimi do të shërbejë?
I gjithë universi i vëzhgueshëm, duke përfshirë të gjithë materien e zakonshme barionike nga e cila përbëhemi të gjithë, përbën vetëm 4.9% të përmbajtjes së energjisë masive të universit. Materia e errët e padukshme përbën deri në 26.8% (ndërsa 68.3% e mbetur e përmbajtjes së energjisë masive të universit është energji e errët). Nuk dihet se çfarë është në të vërtetë materia e errët. Modeli Standard (SM) i fizikës së grimcave nuk ka grimca themelore me vetitë e nevojshme për të qenë materie e errët. Mendohet se ndoshta "grimcat supersimetrike" që janë partnere të grimcave në Modelin Standard përbëjnë materien e errët. Ose ndoshta ekziston një botë paralele e materies së errët. WIMP-të (Grimcat Masive që Ndërveprojnë Dobët), aksionet ose neutrinot sterile janë grimca të hipotezuara "Përtej Modelit Standard" (BSM) që janë kandidate kryesore. Megjithatë, ende nuk ka sukses në zbulimin e ndonjë grimce të tillë. Ka shumë pyetje të tjera të hapura (të tilla si asimetria materie-antimaterie, graviteti, energjia e errët, neutrinomasa etj.) të cilave Modeli Standard nuk mund t'u përgjigjet. Gjithashtu, roli i fushës së Higgsit në evolucionin e universit filloi të diskutohej pas zbulimit të bozonit të Higgsit në vitin 2012 nga eksperimentet ATLAS dhe CMS në Përplasësin e Madh të Hadroneve (LHC).
Përgjigjet e mundshme për pyetjet e hapura të mësipërme shtrihen përtej Modelit Standard të fizikës së grimcave. Mund të duhet të eksplorohet ekzistenca e grimcave të reja, më të lehta që bashkëveprojnë shumë dobët me grimcat e Modelit Standard. Kjo do të kërkojë një sasi të madhe të mbledhjes së të dhënave dhe ndjeshmëri shumë të lartë ndaj sinjaleve të prodhimit të grimcave të tilla, e cila është nën fushëveprimin e fazës së parë të FCC, përkatësisht FCC-ee (matje precize). Është gjithashtu një domosdoshmëri të eksplorohet ekzistenca e grimcave të reja, më të rënda, të cilat do të kërkojnë pajisje me energji të lartë. FCC-hh (energji e lartë), faza e dytë e FCC synon të arrijë energji përplasjeje prej 100 TeV (që është shumë më e lartë se 13 TeV e LHC). Sa i përket formës së përplasësit elektron-pozitron (e+e-) të fazës së parë, forma rrethore është preferuar (në krahasim me atë lineare) sepse forma rrethore mundëson shkëlqim më të lartë, deri në katër eksperimente dhe ofron infrastrukturën për përplasësin hadron me energji të lartë të fazës së dytë pasuese.
***
Referencat:
- CERN. Komunikatë për shtyp – Këshilli i CERN-it shqyrton studimin e fizibilitetit për një përplasës të gjeneratës së ardhshme. 10 nëntor 2025. Në dispozicion në https://home.cern/news/press-release/accelerators/cern-council-reviews-feasibility-study-next-generation-collider
- CERN. Komunikatë për shtyp – CERN publikon raportin mbi fizibilitetin e një Përplasësi Rrethor të Mundshëm në të Ardhmen. 31 Mars 2025. Në dispozicion në https://home.cern/news/news/accelerators/cern-releases-report-feasibility-possible-future-circular-collider
- Studimi i Fizibilitetit për Përplasësin Rrethor të së Ardhmes është finalizuar. https://home.cern/science/cern/fcc-study-media-kit
- Përplasësi rrethor i së ardhmes https://home.cern/science/accelerators/future-circular-collider
- FCC: rasti i fizikës. 27 Mars 2024. https://cerncourier.com/a/fcc-the-physics-case/
***
Artikujt Related:
- Përplasësit e grimcave për studimin e "Universit shumë të hershëm": demonstruar përplasësi Muon (31 Tetor 2024)
- CERN feston 70 vjetorin e Udhëtimit Shkencor në Fizikë (2 shkurt 2024)
- Nga çfarë përbëhemi në fund të fundit? Cilat janë Blloqet Themelore të Ndërtimit të Universit? (8 nëntor 2021)
***
Disa video edukative në 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}