Põrgutite tulevik: uued hiigelmasinad on tulekul

Pärast rohkem kui aastast sunnitud pausi uuesti tööd alustanud suur hadronite põrguti LHC on hetkel küll maailma suurim masin, kuid füüsikute peades on mõlkumas juba märksa mastaapsemad plaanid.

Nii ületab mõne tulevase kiirendiprojekti maksumus Eesti praegusest  riigieelarvet, samas pole selgust, kes on nõus neid riikide koostöös tehtavaid projekte rahastama.

Euroopa tuumauuringute keskuse CERN juures töötava Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituudi teadur Andi Hektori sõnul on kiirendid ja põrgutid osakestefüüsikas võib olla kõige olulisemaks infoallikaks. Osakestekiirendi muudab kalliks suured mõõtmed ning seadmete keerukus. Näiteks LHC umbes nelja miljardi euro suuruses hinnas ei kajastu Hektori sõnul kiirendi juures töötavate sadade ja sadade teadlaste töö, ka mitte Eesti teadlaste oma.

Põhjus selles, et Eesti ja paljud teised riigid pole ametlikult CERNi liikmed ja teevad koostööd põrguti alamprojektides. Nii võib LHC tegelik hind olla isegi kuni kaks korda suurem.

Tulevastest kiirendiprojektidest odavaim on olemasoleva LHC täiustamine. Kui see töö tehtud, kannaks hiiglaslik eksperimendikompleks nime SuperLHC.

Tulemuseks oleks rohkem kokkupõrkeid sekundis ja suurem täpsus. Kui LHC üks peaeesmärke on üles leida Higgsi boson – osake, mida pole leitud, kuid mis arvutuste järgi peaks olemas olema, siis SuperLHC võimaldaks juba uurida Higgsi osakese omadusi. Muidugi eeldusel, et osake lähiaastail LHC abil üles suudetakse leida.

Kui kõik läheb nagu plaanitud, siis peaks SuperLHC valmima aastaks 2018 ning täiustustöö maksmus ulatuks 1,27 miljardi USA dollari ehk ligi 13 miljardi Eesti kroonini.

Hektori sõnul jääb selle põrguti energia samaks, suureneb ainult põrgatatavate osakeste hulk ajaühikus. Kriitikud heidavad SuperLHC kavale ette, et selle teaduslik potentsiaal on suhteliselt väike. Põrkeid toimuks üheaegselt väga suur hulk ning seetõttu on nende hulgast huvitavate väljasõelumine väga raske. Projekti eeliseks on odavus, pole ju vaja uut põrgutit päris algusest peale ehitama hakata.

Hetkel on ebaselge, kas õnnestub leida rahastust rahvusvahelise lineaarkiirendi ILC(International Linear Collider) projektile. ILC pearahastajaks olemisest on keeldunud juba Suurbritannia, USA, Saksamaa ja Jaapani valitsused.

35-kilomeetri pikkune sirge ILC tunnel on mõeldud elektronide põrgatamiseks. Osakesi kiirendatakse selles vaid ühe korra, mitte nagu ringkiirendis, kus osake võib kiirust koguda ringi mitu korda läbides.

Hektori sõnul on ILC puhul kasutatav tehnoloogia võibolla isegi liigagi hästi läbi testitud, sest praeguseks ajaks on idee mõnevõrra vananenud. Projekti hinnaks on arvutatud 8 miljardit USA dollarit, ligi 84 miljardit krooni. Valmima peaks see pärast 2020. aastat.

Kõige uuenduslikum on Hektori sõnul kompaktne lineaarkiirendi CLIC (Compact Linear Collider). Sirge kujuga kiirendi kasutab väga uudset tehnoloogiat, millest tulenevad ka paljud probleemid. Tehnoloogia pole veel eriti testitud ja uudse tehnoloogia puhul on ka väga keeruline hinnata seadme maksumust. See-eest võimaldaks CLIC kiirendada osakesi palju suuremate energiateni kui ILC. CLICi oletatav maksumus on umbes 10 miljardi dollarit. Ka selle kiirendi valmimine võiks tulla kõne alla pärast 2020. aastat.

Olulisemalt kaugemal tulevikus on veel kava ehitada LHC suurem vend:Very Large Hardon Collider (väga suur hadronite põrguti).