Cool Copper Collider paling ramah lingkungan di antara desain pabrik Higgs, demikian temuan studi – Physics World

Perubahan pada rencana pengoperasian pabrik Higgs dapat meningkatkan efisiensi energi secara signifikan, namun konstruksi akan mempunyai dampak terbesar terhadap jejak karbon keseluruhan fasilitas tersebut. Itulah kesimpulannya dari sebuah analisis mengenai potensi dampak lingkungan dari hal tersebut Collider Tembaga Keren (C³) – usulan penerus CERN Large Hadron Collider (LHC).

Setelah ditemukannya Higgs boson pada tahun 2012 di LHC, fisikawan partikel berencana membangun pabrik Higgs yang akan menghancurkan elektron dengan positron untuk memungkinkan penyelidikan lebih rinci tentang sifat Higgs boson dan partikel lainnya.

Saat ini ada lima proposal dengan Penumbuk Linier Internasional (ILC) di Jepang, C³ dan berbasis CERN Collider Linier Kompak (CLIC) semuanya didasarkan pada akselerator linier. Itu Collider Edaran Masa Depan (FCC-ee) di CERN dan Collider Positron Elektron China (CEPC) di Tiongkok, sementara itu, adalah penumbuk melingkar. C³ adalah desain collider baru yang diusulkan oleh Laboratorium Akselerator Nasional SLAC di Amerika.

Para peneliti menemukan bahwa, secara umum, akselerator linier lebih ramah lingkungan dibandingkan desain melingkar. Hal ini karena ukurannya yang ringkas menyederhanakan konstruksi dan mengurangi jumlah material yang dibutuhkan. Memang benar, panjang terowongan untuk akselerator melingkar di masa depan mendekati panjang 100 km, sedangkan opsi linier memiliki panjang sekitar 10 km.

Perbedaan panjang 10 kali lipat ini secara signifikan mengurangi penggunaan beton, yang memiliki jejak karbon signifikan, namun juga memungkinkan metode konstruksi yang lebih sederhana. Secara keseluruhan, tim mengatakan bahwa pembangunan terowongan utama untuk FCC dan CEPC akan menghasilkan sekitar 578 dan 638 kiloton setara karbon dioksida (COXNUMX).₂e), masing-masing, dibandingkan dengan 73 dan 144 kiloton CO₂e untuk terowongan utama CLIC dan C³, Masing-masing.

Sebuah diskusi baru

Dalam hal konsumsi energi operasi keseluruhan dari penumbuk yang diusulkan, CEPC ditemukan sebagai yang tertinggi dengan CLIC yang terendah dan tiga lainnya tetap serupa. Analisis ini didasarkan pada faktor-faktor seperti konsumsi daya, perkiraan tahun pengoperasian, dan tabrakan partikel per tahun. Para peneliti juga memperkirakan bahwa fasilitas khusus energi terbarukan, seperti pembangkit listrik tenaga surya, kira-kira dapat mengurangi separuh intensitas karbon listrik yang digunakan oleh penumbuk di masa depan.

Namun fisikawan partikel SLAC Caterina Vernieri dan rekan-rekannya berpendapat bahwa penting juga untuk menyeimbangkan dampak ilmiah terhadap biaya dan upaya lingkungan (Energi PRX 2 047001). Meskipun CLIC memiliki jejak karbon terendah secara keseluruhan, mereka berpendapat bahwa C³ akan menjadi yang paling ramah lingkungan dalam hal keluaran fisika. Hal ini karena ia memiliki jejak lingkungan yang mirip dengan CLIC tetapi akan melakukan penentuan sifat Higgs boson secara tepat.

Kita tidak hanya perlu memikirkan biaya finansial, namun juga dampak lingkungan

Caterina Vernieri

Tim menemukan bahwa cara termudah untuk menurunkan dampak karbon dari pabrik Higgs di masa depan adalah dengan mengurangi penggunaan listrik. Analisis mereka menunjukkan bahwa penyesuaian pada cara kerja klystron – yang bertanggung jawab untuk menciptakan medan elektromagnetik yang menggerakkan berkas – serta struktur berkas itu sendiri seperti mengurangi jarak tandan, dapat mengurangi konsumsi energi C³ balok, misalnya, sekitar 40%.

CERN menyetujui pekerjaan lebih lanjut pada Future Circular Collider – tetapi menunda keputusan akhir

Vernieri mengatakan mengingat besarnya biaya dan dampak lingkungan, mempelajari keberlanjutan proyek fisika adalah bidang baru namun perlu. “Kita perlu berpikir tidak hanya dari segi biaya finansial, tapi juga dampak lingkungan,” katanya, seraya menambahkan bahwa setidaknya sekarang ada “diskusi baru” yang mengkaji jejak karbon dari fisika partikel.

Para peneliti juga mengatakan perlu dicatat bahwa CERN berencana untuk menggunakan kembali terowongan FCC setelah pekerjaannya sebagai pabrik Higgs selesai sebagai penumbuk hadron berenergi tinggi. Namun hal ini belum tentu merupakan kemenangan iklim karena memerlukan infrastruktur beamline baru yang juga menimbulkan dampak karbon tersendiri. Tim menyatakan bahwa analisis siklus hidup yang terperinci akan diperlukan untuk menentukan kemungkinan keuntungan iklim dari penggunaan kembali terowongan FCC, yang berada di luar cakupan penelitian ini.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
• PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
• PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
• Sumber: https://physicsworld.com/a/cool-copper-collider-most-environmentally-friendly-among-higgs-factory-designs-finds-study/