Физики нашли способ сделать ускорители частиц более энергоэффективными

В поисках новых способов изучения загадочной частицы Хиггса, обнаруженной в 2012 году, ученые из Национальной лаборатории ускорителей SLAC и Стэнфордского университета предложили инновационный подход к созданию более энергоэффективных коллайдеров. Их работа, опубликованная в журнале PRX Energy , представляет проект Cool Copper Collider, который обещает сократить энергопотребление вдвое.

Исследователи рассмотрели три ключевых аспекта: методы эксплуатации коллайдера, его конструкцию и местоположение, которое неожиданно оказывает значительное влияние на углеродный след проекта. Катерина Верньери, ассистент профессора SLAC, подчеркнула важность учета экологического воздействия в научных проектах, а ее коллега Эмилио Нанни добавил, что устойчивость учреждений поможет вдохновить общественность и будущие поколения.

Cool Copper Collider предлагает решить проблему соотношения длины и энергии большинства линейных ускорителей благодаря новому дизайну с более точно настроенными электромагнитными полями и новой системой криогенного охлаждения. Это позволит создать относительно недорогой и маленький коллайдер длиной всего около восьми километров, который тем не менее сможет исследовать крайние границы физики частиц.

Внимание к экологической устойчивости не обошло стороной и строительство Cool Copper Collider. Исследователи предложили использовать различные материалы, такие как разные виды бетона, и обратить внимание на способы их производства и транспортировки. Кроме того, меньший размер коллайдера позволит сократить общее использование материалов и выбрать места для строительства, которые упростят и ускорят процесс.

Также было учтено, что местоположение проекта Cool Copper Collider может повлиять на соотношение использования ископаемого топлива и возобновляемых источников энергии, что открывает возможность строительства собственной солнечной фермы с системой хранения энергии для обеспечения нужд ускорителя.

В заключение, команда SLAC и Стэнфорда сравнила Cool Copper Collider с другими предложениями будущих коллайдеров, а также линейные и круговые ускорители с точки зрения углеродного следа при выполнении аналогичных измерений. Оказалось, что строительство является основным источником углеродного следа проекта, но круговые коллайдеры, способные достигать схожих научных целей, обычно имеют более высокие выбросы, связанные со строительством. В то же время более короткие ускорители, такие как Cool Copper Collider, имеют меньший потенциал глобального потепления по сравнению с более длинными.

Это исследование открывает новую страницу в обсуждении углеродного следа физики элементарных частиц и подчеркивает необходимость интеграции экологической устойчивости в научные проекты.