, який буде енергоефективним.){kind=link}
Колайдер елементарних частинок – це складний прилад, що використовується для дослідження фундаментальних частинок і сил, які існують у космосі. Протони, електрони або інші заряджені частинки, прискорюються в колайдері до надзвичайно високих швидкостей і зіштовхуються з надзвичайно високими енергіями.
Вчені використовують їх для вивчення основних компонентів матерії та фундаментальних сил існування, як-от природа темної матерії чи властивості кварків і лептонів. Серед найвідоміших у світі колайдерів частинок – Великий адронний колайдер (ВАК) у ЦЕРНі у Швейцарії та колайдер Теватрон у лабораторії ім. Енріко Фермі в США (який припинив роботу у 2011 році).
Ці наукові інструменти є настільки ж корисними, наскільки ж енергоємними. Колайдери елементарних частинок спроєктовані так, щоб досягати певних енергетичних рівнів для проведення експериментів. Чим вища енергія, тим більший потенціал для відкриття нових частинок і дослідження фундаментальних сил природи.
Енергія, що необхідна для прискорення частинок до потрібного рівня, є основним джерелом споживання енергії в колайдері частинок. У цій процедурі використовуються потужні електромагніти та радіочастотні резонатори. А зараз науковці представили нову концепцію майбутнього колайдера частинок Гіґґса, який буде енергоефективним. Пропозиція називається Cool Copper Collider, або C3. Нова конструкція передбачає більшу кількість точніше налаштованих електромагнітних полів і нову кріогенну систему охолодження.
“Коли ми говоримо про велику науку, ми повинні думати не лише про фінансові витрати, але й про вплив на навколишнє середовище”, – заявляє доцент SLAC і одна зі співавторок нового дослідження Катерина Верньєрі. Команда науковців виявила, що незначні модифікації, такі як зміна форми пучка частинок і підвищення продуктивності клістронів, які створюють електромагнітні поля, що рухають пучок, можуть бути успішними в підвищенні енергоефективності C3. У поєднанні ці вдосконалення здатні зменшити енергоспоживання C3 з приблизно 150 мегаватів до 77 мегаватів.
Нарешті, дослідники розповіли про можливість будівництва сонячної електростанції для сталого забезпечення потреб прискорювача. Ферма буде доповнена системою зберігання енергії. Хоча це якраз не зовсім нова концепція, оскільки колайдери частинок часто розташовані поблизу джерел надійної та доступної електроенергії, і вони мають спеціальну енергетичну інфраструктуру для задоволення енергетичних потреб. “Це нова галузь, і існує ціла нова дискусія, яка ставить питання про вуглецевий слід фізики елементарних частинок”, – зазначила Катерина Верньєрі.
Читайте також: