Tha an tòir air freagairtean do na ceistean fosgailte (leithid, dè na mìrean bunaiteach a tha a’ dèanamh stuth dorcha, carson a tha stuth a’ faighinn làmh an uachdair air a’ chruinne-cè agus carson a tha neo-chothromachd stuth-an-aghaidh stuth ann, dè a th’ ann am mìrean feachd airson grabhataidh, lùth dorcha, mais neutrino msaa.) nach urrainn don Mhodail Choitcheann dèiligeadh riutha, agus is dòcha gum feum neach coimhead nas fhaide na a’ Mhodail Choitcheann agus sgrùdadh a dhèanamh air a’ chomas gum bi mìrean ùra, nas aotroime ann a bhios ag eadar-obrachadh gu math lag le mìrean a’ Mhodail Choitcheann, a bharrachd air sgrùdadh a dhèanamh air a bheil mìrean ùra, nas truime ann taobh a-muigh ruigsinneachd goireas LHC a th’ ann mar-thà. Leigeadh an Future Circular Collider (FCC) a thathar a’ moladh cothrom a dhèanamh lorg a dhèanamh air mìrean bunaiteach mar sin taobh a-muigh a’ Mhodail Choitcheann. Tha Comhairle CERN a-nis air sgrùdadh a dhèanamh air aithisg Sgrùdadh Comasachd FCC. Thathar an dùil gun tèid co-dhùnadh deireannach a dhèanamh mu thogail FCC le Comhairle CERN timcheall air 2028. Ma thèid aontachadh, is dòcha gun tòisich togail FCC anns na 2030n. Bidh e mu 100km ann an cuairt-thomhas suidhichte mu 200 meatair fon talamh faisg air an aon àite ris an LHC faisg air Geneva. Thig e an àite an Large Hadron Collider (LHC), a tha gu bhith a’ ruighinn deireadh a ghnìomhachd ann an 2041. Thèid an FCC a chur an gnìomh ann an dà ìre. Bidh a’ chiad ìre, FCC-ee, na inneal-bualaidh electron-positron airson tomhasan mionaideach a dh’ionnsaigh lorg mìrean nas aotroime, a bheir seachad prògram rannsachaidh 15-bliadhna bho dheireadh nan 2040an. Nuair a bhios an ìre seo deiseil, thèid dàrna inneal, an FCC-hh (lùth àrd), a choimiseanadh san aon tunail. Tha an dàrna ìre ag amas air lùths bualaidh de 100 TeV (mòran nas àirde na an 13 TeV aig LHC) a ruighinn a dh’ionnsaigh lorg mìrean nas truime. Bidh an ìre seo ag obair anns na 2070an agus mairidh e gu deireadh an 21mh linn.
Air 6-7 Samhain 2025, rinn Comhairle CERN (air a dhèanamh suas de riochdairean bho Bhall-stàitean agus Ball-stàitean Co-cheangailte CERN) ath-sgrùdadh air toradh an Sgrùdaidh Chomasachd airson an Amasan Cruinn san Àm ri Teachd (FCC) a chaidh a mholadh.
Roimhe sin, rinn CERN sgrùdadh gus measadh a dhèanamh air dè cho comasach ‘s a bhiodh e Inneal-bualaidh Cruinn san Àm ri Teachd (FCC) ann an co-obrachadh le ionadan ann an Stàitean Ball is Ball Co-cheangailte CERN agus nas fhaide air falbh. Chaidh an aithisg fhoillseachadh air 31 Màrt 2025 agus chaidh ath-sgrùdadh a dhèanamh oirre le buidhnean fo-òrdanaichte Comhairle CERN. Chaidh ath-sgrùdadh a dhèanamh air an aithisg cuideachd leis na comataidhean eòlach neo-eisimeileach, a thuirt gu bheil coltas gu bheil an FCC comasach gu teicnigeach stèidhichte air na sgrìobhainnean a chaidh a thaisbeanadh.
Tha riochdairean Comhairle CERN a-nis air sgrùdadh a dhèanamh air aithisg Sgrùdadh Comasachd FCC air 6-7 Samhain 2025 aig coinneamh shònraichte agus cho-dhùin iad gu bheil an Sgrùdadh Comasachd a’ toirt seachad a’ bhunait airson sgrùdaidhean FCC a leantainn. Tha seo na cheum cudromach a dh’ionnsaigh cead a dh’ fhaodadh a bhith aig Comhairle CERN airson FCC sa Chèitean 2026 nuair a thèid na molaidhean uile a thaisbeanadh dhi airson beachdachadh. Thathar an dùil gun dèan Comhairle CERN co-dhùnadh deireannach mu thogail FCC timcheall air 2028.
’S e Future Circular Collider (FCC) aon de na buaileadairean mìrean den ath ghinealach a thathar a’ moladh aig CERN. Thathar an dùil gun lean e Large Hadron Collider (LHC), a ruigeas deireadh a ghnìomhachd ann an 2041. Tha CERN an-dràsta ag obair gus an ath bhualadair a chomharrachadh a thig an àite an LHC, a tha na each-obrach aig CERN an-dràsta.
Chaidh an Large Hadron Collider (LHC) a chur an gnìomh ann an 2008, agus tha e na inneal-bualaidh cruinn le timcheall-thomhas de 27km agus suidhichte 100m fon talamh faisg air Geneva. An-dràsta, is e an inneal-bualaidh as motha agus as cumhachdaiche san t-saoghal a bhios a’ gineadh bualaidhean aig lùth de 13 teraelectronvolts (TeV) agus is e sin an lùth as àirde a ruigeas luathaiche gu ruige seo. Bidh e a’ luathachadh hadronan gu faisg air astar an t-solais, agus an uairsin gan bualadh a’ dèanamh atharrais air suidheachaidhean na cruinne-cè tràtha.
| ’S e uinneagan a th’ ann an Luathaichean/Buaileadairean Mìrean gu Cruinne-cè Glè Thràth |
| Tha “Cruinne-cè glè thràth” a’ toirt iomradh air a’ chiad ìre den chruinne-cè (a’ chiad trì mionaidean goirid às dèidh a’ Bhrag Mhòir) nuair a bha e air leth teth agus an cruinne-cè fo smachd rèididheachd gu tur. ’S e Linn a’ Phlainc a’ chiad linn den linn rèididheachd a mhair bhon Bhrag Mhòr gu 10-43 s. Le teòthachd de 1032 K, bha an cruinne-cè ro theth san linn seo. Lean linn Planck linn Quark, linn Lepton, agus linn Niùclasach; bha iad uile goirid ach bha teòthachd fìor àrd orra a lùghdaich mean air mhean mar a leudaich an cruinne-cè. Chan eil e comasach sgrùdadh dìreach a dhèanamh air a’ chiad ìre seo den chruinne-cè. Is e na ghabhas dèanamh ath-chruthachadh suidheachaidhean na h-ìre seo den chruinne-cè ann an luathaichean mìrean. Tha an dàta a thig bho bhuillean nam mìrean ann an luathaichean/buailtearan a’ tabhann uinneag neo-dhìreach gu cruinne-cè glè thràth. Tha buailearan nan innealan rannsachaidh glè chudromach ann am fiosaig mìrean. Is iad sin innealan cruinn no loidhneach a bhios a’ luathachadh mìrean gu astaran glè àrd faisg air astar solais agus a’ leigeil leotha bualadh an aghaidh mìrean eile a tha a’ tighinn bhon taobh eile no an aghaidh targaid. Bidh na bualaidhean a’ gineadh teòthachdan air leth àrd ann an òrdugh trilleanan de Kelvin (coltach ri suidheachaidhean a bha an làthair anns na h-amannan as tràithe de linn an rèididheachd). Tha lùths nam mìrean a tha a’ bualadh ri chèile air an cur ris agus mar sin tha lùth a’ bhualaidh nas àirde. Tha lùth bualaidh air a chruth-atharrachadh gu stuth ann an cruth mìrean a bha ann anns a’ chruinne-cè tràth a rèir co-chothromachd mais-lùtha. Mar eisimpleir, nuair a bhios dealanan nam mìrean fo-atamach a’ bualadh leis na com-pàirtichean anti-stuth aca, positrons, bidh stuth agus anti-stuth a’ sgrios agus thèid lùth a leigeil ma sgaoil. Bidh diofar sheòrsaichean de ghràineanan bunasach ùra a’ dlùthachadh a-mach às an lùth a thèid a leigeil ma sgaoil. Dh’ fhaodadh mìrean ùra a bhith nan bosonan Higgs no nan cuarcan as àirde, a tha nan seòrsaichean trom de bhlocaichean togail fo-atamach de stuth. Is dòcha mìrean stuth dorcha agus mìrean supersymmetric cuideachd, rudeigin nach deach a lorg fhathast. Bheir eadar-obrachaidhean mar seo eadar mìrean àrd-lùtha anns na suidheachaidhean a bha ann anns a’ chruinne-cè thràth uinneagan don t-saoghal nach biodh furasta faighinn thuige air dhòigh eile aig an àm sin, agus bheir mion-sgrùdadh air fo-thoraidhean bualaidhean neartachadh ar tuigse air mìrean bunaiteach agus dòigh air tuigse fhaighinn air laghan riaghlaidh fiosaigs. Bithear a’ cleachdadh luathaichean mìrean mar innealan rannsachaidh airson sgrùdadh a dhèanamh air a’ chruinne-cè thràth. Tha buailearan Hadron (gu sònraichte an Large Hadron Collider aig CERN, LHC) agus buailearan electron-positron aig fìor thoiseach rannsachaidh air a’ chruinne-cè thràth. Shoirbhich le deuchainnean ATLAS agus CMS aig an Large Hadron Collider (LHC) boson Higgs a lorg ann an 2012. (Source: Luchd-bualaidh gràin airson sgrùdadh air “Cruinne-cè gu math tràth”: neach-bualadh Muon air a dhearbhadh) |
Cuiridh an High-Luminosity Large Hadron Collider (HL – LHC) aig CERN ri coileanadh LHC le bhith ag àrdachadh àireamh nam bualaidhean gus leigeil le sgrùdadh nas mionaidiche a dhèanamh air uidheaman aithnichte. Tha e coltach gum bi e ag obair ro 2029.
Bhiodh an Future Circular Collider (FCC) a thathar a’ moladh na inneal-bualaidh mìrean nas fheàrr an coimeas ris an Large Hydron Collider. Air a dhealbhadh gus sgrùdadh a dhèanamh air mìrean ùra, nas truime, taobh a-muigh ruigsinneachd an Large Hadron Collider (LHC) agus mìrean nas aotroime a bhios ag eadar-obrachadh gu math lag le mìrean Standard Model, bhiodh FCC mu 100km ann an cuairt-thomhas suidhichte mu 200 meatair fon talamh faisg air an aon àite ris an LHC. Ma thèid aontachadh, dh’ fhaodadh togail FCC tòiseachadh anns na 2030an.
Bhiodh an FCC air a chur an gnìomh ann an dà ìre. Bidh a’ chiad ìre, FCC-ee, na inneal-bualaidh electron-positron airson tomhasan mionaideach. Bidh e a’ tabhann prògram rannsachaidh 15-bliadhna bho dheireadh nan 2040an. Nuair a bhios an ìre seo deiseil, bhiodh dàrna inneal, an FCC-hh (lùth àrd), air a choimiseanadh san aon tunail. Tha seo ag amas air lùths bualaidh de 100 TeV a ruighinn a bhios a’ bualadh ri hadronan (protonan) agus ianan troma. Bidh an FCC-hh ag obair anns na 2070an agus mairidh e gu deireadh an 21mh linn.
Carson a tha feum air FCC? Dè an adhbhar a bhios aige?
Chan eil an cruinne-cè gu lèir a ghabhas fhaicinn, a’ gabhail a-steach a h-uile stuth àbhaisteach baryonic às a bheil sinn uile air ar dèanamh suas, a’ dèanamh ach 4.9% de shusbaint lùth mais na cruinne-cè. Tha an stuth dorcha do-fhaicsinneach a’ dèanamh suas 26.8% (ach is e lùth dorcha an 68.3% a tha air fhàgail de shusbaint lùth mais na cruinne-cè). Chan eil fios dè a th’ ann an stuth dorcha dha-rìribh. Chan eil gràineanan bunaiteach aig a’ Mhodail Choitcheann (SM) de fiosaig mìrean leis na feartan a dh’ fheumar gus a bhith na stuth dorcha. Thathas a’ smaoineachadh gur dòcha gur e “mìrean supersymmetric” a tha nan com-pàirtichean do na mìrean anns a’ Mhodail Choitcheann a tha a’ dèanamh stuth dorcha. No is dòcha gu bheil saoghal co-shìnte de stuth dorcha ann. Tha WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles), axions, no neutrinos sterile nan gràineanan a tha air am beachdachadh “Beyond the Standard Model” (BSM) a tha nan tagraichean as fheàrr. Ach, chan eil soirbheachas sam bith fhathast ann a bhith a’ lorg mìrean mar sin. Tha mòran cheistean fosgailte eile ann (leithid neo-chothromachd stuth-antimatter, grabhataidh, lùth dorcha, neutrinomas msaa) nach urrainn don Mhodail Choitcheann freagairt. A bharrachd air an sin, thòisich beachdachadh air àite raon Higgs ann an mean-fhàs na cruinne-cè às dèidh lorg boson Higgs ann an 2012 leis na deuchainnean ATLAS agus CMS aig an Large Hadron Collider (LHC).
Tha na freagairtean a dh’ fhaodadh a bhith ann do na ceistean fosgailte gu h-àrd a’ laighe taobh a-muigh Modail Coitcheann fiosaig nam mìrean. Is dòcha gum feum neach sgrùdadh a dhèanamh air mìrean ùra, nas aotroime a bhios ag eadar-obrachadh gu math lag le mìrean Modail Coitcheann. Feumaidh seo tòrr cruinneachadh dàta agus cugallachd glè àrd do chomharran cinneasachaidh nam mìrean sin a tha fo raon a’ chiad ìre de FCC is e sin, FCC-ee (tomhas mionaideach). Tha e cuideachd riatanach sgrùdadh a dhèanamh air mìrean ùra, nas truime a dh’ fheumas goireasan àrd-lùtha. Tha an FCC-hh (lùth àrd), an dàrna ìre de FCC, ag amas air lùths bualadh de 100 TeV a ruighinn (a tha mòran nas àirde na 13 TeV de LHC). A thaobh cumadh a’ chiad ìre de bhualadair electron-positron (e+e-), is fheàrr leis a’ chumadh cruinn (vis-a-vis loidhneach) leis gu bheil cumadh cruinn a’ comasachadh soilleireachd nas àirde, suas ri ceithir deuchainnean agus a’ tabhann a’ bhun-structair airson an dàrna ìre de bhualadair hadron àrd-lùtha às dèidh sin.
***
Tùsan:
- CERN. Brath-naidheachd – Tha Comhairle CERN a’ dèanamh ath-sgrùdadh air sgrùdadh comasachd airson inneal-bualaidh den ath ghinealach. 10 Samhain 2025. Ri fhaighinn aig https://home.cern/news/press-release/accelerators/cern-council-reviews-feasibility-study-next-generation-collider
- CERN. Brath-naidheachd – Tha CERN a’ foillseachadh aithisg air comasachd Future Circular Collider. 31 Màrt 2025. Ri fhaighinn aig https://home.cern/news/news/accelerators/cern-releases-report-feasibility-possible-future-circular-collider
- Tha Sgrùdadh Comasachd airson an Àm ri Teachd Cruinn Collider a-nis deiseil https://home.cern/science/cern/fcc-study-media-kit
- Circular Collider san àm ri teachd https://home.cern/science/accelerators/future-circular-collider
- FCC: cùis na fiosaig. 27 Màrt 2024. https://cerncourier.com/a/fcc-the-physics-case/
***
Artaigilean co-cheangailte:
- Luchd-bualaidh gràin airson sgrùdadh air “Cruinne-cè gu math tràth”: neach-bualadh Muon air a dhearbhadh (31 Dàmhair 2024)
- Dè a tha sinn air a dhèanamh suas mu dheireadh? Dè na Blocaichean Togail Bunasach a th’ aig an Cruinne-cè? (8 Samhain 2021)
***
Beagan bhideothan foghlaim air 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}