Współtworzymy przyszłość światowej fizyki cząstek w projekcie Przyszłego Zderzacza Kołowego w CERN
Politechnika Krakowska dołącza do grona prestiżowych instytucji naukowych współpracujących nad studium wykonalności Future Circular Collider (Przyszłego Zderzacza Kołowego, FCC) – jednego z najbardziej ambitnych projektów badawczych XXI wieku. W siedzibie Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych (CERN) w Genewie rektor uczelni, prof. Andrzej Szarata, wspólnie z Michaelem Benediktem, szefem zespołu CERN, przygotowującego studium, podpisali list intencyjny, formalizując zaangażowanie PK w prace nad nowym instrumentem badawczym. Projekt nowego zderzacza może znacząco wpłynąć na rozwój fizyki cząstek, ale też technologii i innowacji o szerokim zastosowaniu gospodarczym i społecznym. Politechnika wniesie w to przedsięwzięcie bogate doświadczenie inżynieryjne i badawcze, którym wspierała już CERN m.in. w budowie i eksploatacji Wielkiego Zderzacza Hadronów. Podpisanie umowy o współpracy (we wtorek 4 lutego 2025 r.) było częścią dwudniowej wizyty delegacji Politechniki w szwajcarskiej siedzibie CERN. Wydział Mechaniczny reprezentowali: prof. Marek S. Kozień, dziekan Wydziału Mechanicznego wraz z prodziekanem dr hab. inż. Bogdanem Szybińskim, prof. PK i dr. inż. Ryszardem Kantorem (Katedra Inżynierii Cieplnej i Procesowej).
Przyszły Zderzacz Kołowy może być jednym z najbardziej potężnych narzędzi badawczych przyszłości i przyczynić się do znalezienia odpowiedzi na kluczowe pytania o istotę wszechświata. Zamysł powstania nowej infrastruktury jako inwestycji z perspektywami sięgającymi nawet 50 kolejnych lat badań wiąże się w odkryciem w 2012 bozonu Higgsa, całkowicie nowego rodzaju materii, który wymaga od nauki nowych studiów i metod badań nad tajemnicami rzeczywistości. Koncepcja Future Circular Collider (FCC) jest efektem aktualizacji Europejskiej Strategii Fizyki Cząstek Elementarnych z 2020 roku. Rada CERN wskazała w niej, by we współpracy z globalną społecznością fizyki cząstek przeprowadzić studium wykonalności nowej generacji zderzacza cząstek. Miałby powstać w CERN jako potężny następca obecnego Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC). Wizją jest stworzenie fabryki bozonu Higgsa, a następnie budowa przyszłego zderzacza hadronów, który umożliwi badania na skalach energetycznych zdecydowanie wyższych niż w LHC, przy jednoczesnym uwzględnieniu związanych z tym wyzwań technicznych i środowiskowych. Realizacja takiego przedsięwzięcia może przyczynić się nie tylko do rozwoju wiedzy w zakresie fizyki cząstek, ale także stworzenia nowych technologii o szerokim zastosowaniu w przemyśle, medycynie czy informatyce, wpływając na przyszłość całej ludzkości. Badania w CERN przyczyniły się się m.in. do powstania globalnej sieci Internetu.
W ramach koncepcji FCC proponowana jest budowa ogromnego, pierścieniowego tunelu o długości ponad 90 km, w którym miałyby działać kolejne zderzacze: FCC-ee (zderzacz elektronowo-pozytonowy, który umożliwi m.in. precyzyjne badania bozonu Higgsa) oraz FCC-hh (zderzacz protonowo-protonowy, który osiągnąłby energie nawet osiem razy wyższe – ponad 100 TeV – niż LHC). Otworzyłoby to nowe możliwości w badaniach cząstek elementarnych.
Na pytania o możliwości techniczne, środowiskowe, energetyczne, finansowe i organizacyjne realizacji tak ambitnego i … drogiego projektu (szacuje się, że koszty mogą osiągnąć nawet kilkanaście miliardów euro) ma odpowiedzieć Studium wykonalności Przyszłego Zderzacza Kołowego (Future Circular Collider Feasibility Study). Mają w nim być także ocenione możliwości wsparcia dla programów badawczo-rozwojowych w zakresie kluczowych technologii.
Deklarację włączenia się w prace nad studium dla nowego zderzacza cząstek potwierdziła we wtorek 4 lutego 2025 r. Politechnika Krakowska, podpisując list intencyjny tej sprawie (Memorandum of Understanding for the Future Circular Collider Feasibility Study hosted by CERN). Podkreślono w nim, że ambitny projekt zderzacza nowej generacji wymaga globalnej współpracy oraz długoterminowego zaangażowania w jego budowę i eksploatację ze strony wszystkich sygnatariuszy listu intencyjnego. Obecnie globalna sieć kooperacji na rzecz FCC, do której dołączyła Politechnika Krakowska, liczy już więcej niż 150 instytucji z ponad 30 krajów i wciąż przybywają nowe.
Na wagę takiej współpracy międzynarodowego środowiska naukowego, którego częścią jest Politechnika Krakowska, zwraca uwagę rektor prof. Andrzej Szarata: – Politechnika Krakowska od 1991 r. współpracuje z Europejską Organizacją Badan Jądrowych. Podpisanie Memorandum of Understanding to kolejny, niezwykle ważny krok w wieloletniej i owocnej kooperacji naszej uczelni z tym renomowanym ośrodkiem badawczym. Od lat nasi naukowcy i inżynierowie aktywnie uczestniczą w kluczowych projektach CERN, przyczyniając się do rozwoju technologii detektorów, systemów akceleracyjnych oraz analizy danych. Dołączenie do inicjatywy Future Circular Collider to nie tylko kontynuacja działań, ale także otwarcie nowych perspektyw dla naszych badaczy i studentów, którzy będą mieli okazję współtworzyć infrastrukturę przyszłości. Jesteśmy dumni, że nasze kompetencje i doświadczenie mogą wspierać realizację prac przygotowawczych do tego ambitnego projektu. Ma on szansę zrewolucjonizować naszą wiedzę o fundamentalnych prawach fizyki i świecie. Ta współpraca nie tylko umocni pozycję naszej uczelni na arenie międzynarodowej. Jestem przekonany, że przyczyni się też do rozwoju nauki oraz innowacyjnych technologii – podkreśla rektor PK.
Prof. Błażej Skoczeń, koordynator współpracy krakowskiej uczelni z CERN przypomina, że naukowcy z Politechniki Krakowskiej czynnie uczestniczyli w opracowaniu, zaprojektowaniu i uruchomieniu najpotężniejszego dotąd narzędzia CERN – Wielkiego Zderzacza Hadronów. – Dobrym przykładem wkładu Politechniki w Wielki Zderzacz Hadronów jest m.in. system kompensacji termo-mechanicznej LHC, zawierający około 20000 kompensatorów pracujących w temperaturach kriogenicznych, opracowany i wdrożony naszych przez naukowców – mówi prof. Skoczeń i dodaje: – Kolejnym projektem o zasięgu światowym, realizowanym przez CERN, może być przyszły Wielki Zderzacz Kołowy. Politechnika Krakowska, na bazie swoich dotychczasowych osiągnięć, aspiruje do udziału w tym przedsięwzięciu. W pierwszej kolejności włączymy się w prace nad studium wykonalności przyszłego zderzacza na mocy podpisanego listu intencyjnego. W jego ramach naukowcy europejscy, wraz ze swoimi międzynarodowymi partnerami, badają m.in. techniczną i finansową wykonalność przyszłego zderzacza w CERN. Ambitny projekt zderzacza nowej generacji będzie wymagał globalnej współpracy i długoterminowego zaangażowania wszystkich stron w budowę i eksploatację FCC. Zadania wpisane do listu intencyjnego dotyczą licznych kompetencji badawczych, reprezentowanych przez naukowców Politechniki. Dzięki podpisaniu listu nasza uczelnia uzyska dostęp do grup badawczych i możliwości aktywnej współpracy w ramach zadań koniecznych do realizacji programu FCC – wyjaśnia prof. Błażej Skoczeń, dyrektor Centrum Badawczego Laboratorium Ekstremalnie Niskich Temperatur Politechniki Krakowskiej.
Jeśli wyniki studium wykonalności FCC potwierdzą możliwości realizacji inwestycji, państwa członkowskie CERN oraz międzynarodowi partnerzy mogą zatwierdzić bardziej szczegółowe badania techniczne projektu. A to mogłoby prowadzić do jego ostatecznej akceptacji i rozpoczęcia budowy (prawdopodobnie w drugiej połowie lat 40. XXI wieku).
Naukowcy Wydziału Mechanicznego od początku współpracy z CERN-em byli intensywnie zaangażowani we wspólne działania (głownie Katedra Mechaniki Stosowanej i Katedra Konstrukcji Maszyn i Struktur Kompozytowych), między innymi poprzez wspólne publikacje, artykuły w czasopismach naukowych, noty techniczne, czy raporty wewnętrzne (lista publikacji). Nasi Studenci mają możliwość odbycia praktyk i staży w laboratoriach CERN-u.
Źródło: mat. prasowe PK
