Kateri bo naslednji trkalnik, tisti, ki bo nasledil LHC? Kljub temu, da LHC še ni videl trkov, je skupnost visokoenergijskih fizikov polna idej. Dolgo časa je bil v ospredju ILC (International Linear Collider), ki bi trkal elektrone in pozitrone pri energiji 500GeV. To je dva in polkrat več kot prejšnji največji elektronsko-pozitronski trkalnik, LEP v cernu, ki je bil v istem tunelu kot sedaj stoji LHC. CERN ima seveda svojega kandidata, CLIC, ki je inovativnejši in tudi večji tako po energiji kot dolžini. Medtem ko bi ILC meril dobrih 30 km, bi CLIC namerili kar več kot 40 km.
Oba trkalnika sta linearna, za razliko od LHC, ki je krožni trkalnik. Razlog je v tem, da nabiti delci ob kroženju sevajo, izgube pa so tem večje, manjša kot je masa in sicer gredo izgube kar s četrto potenco mase. Ker so elektroni dvatisočkrat lažji od protona (spomnimo se, po LHC krožijo protoni), tako sinhrotronske izgube na LHC niso pomembne, pri elektronsko pozitronskih krožnih trkalnikih pa so enormne. Od tu torej linearna zasnova obeh trkalnikov.
A sinhrotronske izgube se da zaobiti tudi drugače. Glavna prednost elektronsko-pozitronskih trkalnikov nasproti hadronskim (kot je LHC, pa tudi njegov konkurent Tevatron), je namreč ta, da trka nesestavljene delce. Protoni so namreč sestavljeni iz kvarkov, kar pomeni, da gre ob trku veliko energije v nič, ne v proizvodnjo novih delcev. Kinetična energija protona se namreč porazdeli med njegove gradnike, le te delne energije pa nato lahko uporabimo pri trku. Prednost hadronskih trkalnikov pa je nasprotno ravno ta, da imajo protoni veliko maso, ter tako majhne sinhrotronske izgube.
Je torej mogoče združiti obe dobri lastnosti obeh trkalnikov? Mogoče, če uporabimo za trke težje sorodnike elektronov – mione. Ti so ravno tako nesestavljeni, so pa dvestokrat težji od elektronov. A nič ni zastonj. Mioni namreč razpadajo z razpadnim časom 2.2 mikrosekunde. To pomeni, da jih je potrebno pospešiti do relativističnih hitrostih (tedaj relativistična dilatacija časa sorazmerno podaljša razpadni čas mionom), nakar jih lahko uporabimo v trkalniku. Kako to narediti je problem vse od začetkov idej o mionskem trkalniku. Ali bo uspelo problem rešiti je seveda odprto vprašanje. A zanimivo je, da bo Tevatron očitno bolj intenzivno razvijal tehnologijo za mionski trkalnik saj v njem vidi svojo prihodnost. Zgodba o tem je na Nature.
-
