На торжественной церемонии в Токио 15 декабря 2012 года был представлен проект Международного линейного коллайдера – ILC. Новый ускоритель будет иметь вид прямого тоннеля длиной 31 км. Он уступает Большому адронному коллайдеру в достижимых энергиях столкновений, однако предназначен для проведения качественно иных экспериментов – смотрите видео.

По аналогии установку можно было бы назвать “Большим Лептонным коллайдером”, так как её основная роль заключается в изучении свойств фундаментальных частиц – лептонов первого поколения.

Два источника электронов и их античастиц (позитронов) расположены в ILC друг напротив друга, однако частицы сталкиваются не сразу, а сперва описывают замысловатую петлю.

Схема Международного линейного коллайдера (изображение: ILC GDE)
Схема Международного линейного коллайдера (изображение: ILC GDE)

Такой дизайн даёт возможность найти компромисс между двумя нежелательными эффектами. Длинный прямой участок позволяет обойти ограничения кольцевой архитектуры БАК, связанные с потерями на синхротронное излучение. Петля увеличивает дистанцию пробега частиц и повышает пороговые значения их энергии.

Столкновения будут происходить в средней части ускорителя, где результат их взаимодействия зафиксируют детекторы. Ожидаемый предел оценивается в 500 ГэВ. В отдалённой перспективе его можно будет увеличить до 1 ТэВ.

Столкновение электрона и позитрона (иллюстрация: ILC GDE)
Столкновение электрона и позитрона (иллюстрация: ILC GDE)

Подобные проекты создания лептонного ускорителя рассматривались Европейской организацией по ядерным исследованиям и ранее. В CERN звучали предложения создать ускоритель LEP3 на базе мощностей БАК с использованием готовых модулей для удешевления стоимости. Однако расчёты показали, что пороговым значением энергии частиц будет 240 ГэВ – по современным меркам это крайне мало.

Другой привлекательной идеей была постройка мюонного коллайдера. Такой ускоритель позволил бы изучать более тяжёлые лептоны второго поколения. К сожалению, экспертиза проекта показала, что его создание пока лежит за пределами технических возможностей.

На сегодня ILC – самый реалистичный вариант. К испытанию отдельных модулей уже приступили в японском центре KEK и других научных лабораториях.

Тестирование модулей ILC (фото: ILC GDE)
Тестирование модулей ILC (фото: ILC GDE)

Первоначальная оценка стоимости была на уровне 6 млрд. долларов, но быстро увеличилась до восьми миллиардов и продолжает немного расти.

Евросоюз и США сейчас не готовы выделить такой объём финансирования, а в Японии как раз сформировалась подходящая экономическая ситуация. Япония проиграла тендер на постройку термоядерного реактора ИТЭР (стоимость контракта 17 млрд. долларов) и не имеет возможности создать нечто сравнимое своими силами. Вдобавок многие регионы пострадали от землетрясений и цунами, а постройка крупномасштабного объекта подразумевает и благоустройство близлежащих регионов.

Строительство ILC на территории Японии горячо приветствовалось правительством, так как позволит трудоустроить сотни специалистов и отчасти вернуть стране приоритет исследований в области физики высоких энергий.