Cool Copper Collider, cel mai prietenos cu mediul dintre modelele fabricii Higgs, arată un studiu – Physics World

Modificările aduse funcționării unei fabrici Higgs planificate ar putea îmbunătăți semnificativ eficiența energetică a acesteia, dar construcția va avea cel mai mare impact asupra amprentei generale de carbon a instalației. Aceasta este concluzia a unei analize a impactului potențial asupra mediului al Cool Copper Collider (C³) – un succesor propus al CERN Large Hadron Collider (LHC).

În urma descoperirii bosonului Higgs în 2012, la LHC, fizicienii particulelor plănuiesc să construiască o așa-numită fabrică Higgs care ar sparge electronii cu pozitroni pentru a permite investigarea mai detaliată a proprietăților bosonului Higgs și a altor particule.

În prezent există cinci propuneri cu Colisionar liniar internațional (ILC) în Japonia, C³ și bazat pe CERN Collider liniar compact (CLIC) toate bazate pe acceleratori liniari. The Viitorul colisionar circular (FCC-ee) la CERN și la China Electron Positron Collider (CEPC) în China, între timp, sunt ciocnitori circulari. C³ este un design de coliziune mai nou propus de Laboratorul Național de Accelerator SLAC in Statele Unite ale Americii.

Cercetătorii au descoperit că, în general, acceleratoarele liniare sunt mai ecologice decât modelele circulare. Acest lucru se datorează faptului că dimensiunea lor compactă simplifică construcția și reduce cantitatea de material necesară. Într-adevăr, lungimile tunelurilor pentru viitoarele acceleratoare circulare se apropie de 100 km în lungime, în timp ce opțiunile liniare sunt în jur de 10 km.

Această diferență de lungime de 10 ori reduce semnificativ utilizarea betonului, care are o amprentă semnificativă de carbon, dar permite și metode de construcție mai simple. În general, echipa spune că construirea principalelor tuneluri pentru FCC și CEPC ar produce aproximativ 578 și 638 de kilotone de echivalent de dioxid de carbon (CO₂e), în comparație cu 73 și respectiv 144 de kilotone de CO₂e pentru tunelurile principale ale CLIC și C³, respectiv.

O noua discutie

Când vine vorba de consumul total de energie de operare al colisionarelor propuse, s-a constatat că CEPC este cel mai mare, cu CLIC cel mai scăzut și celelalte trei rămânând similare. Această analiză s-a bazat pe factori precum consumul de energie, anii estimați de funcționare și coliziunile de particule pe an. Cercetătorii estimează, de asemenea, că instalațiile dedicate pentru energie regenerabilă, cum ar fi fermele solare, ar putea aproximativ jumătate din intensitatea de carbon a electricității utilizate de orice viitor colisionant.

Cu toate acestea, fizicianul particulelor SLAC Caterina Vernieri și colegii susțin că este, de asemenea, important ca impactul științific să fie echilibrat cu costurile și eforturile de mediu (Energie PRX 2 047001). În timp ce CLIC va avea cea mai mică amprentă totală de carbon, ei sugerează că C³ ar fi cel mai prietenos cu mediul în ceea ce privește rezultatele fizice. Acest lucru se datorează faptului că are o amprentă de mediu similară cu CLIC, dar ar efectua o determinare precisă a proprietăților bosonilor Higgs.

Trebuie să ne gândim nu numai la costurile financiare, ci și la impactul asupra mediului

Caterina Vernieri

Echipa a descoperit că cel mai simplu mod de a reduce impactul carbonului al unei viitoare fabrici Higgs este reducerea consumului de energie. Analiza lor arată că modificările aduse funcționării klystronilor – responsabili pentru crearea câmpurilor electromagnetice care conduc fasciculele – precum și ale structurii fasciculului în sine, cum ar fi reducerea distanței între ramuri, ar putea reduce consumul de energie al C.³ fascicul, de exemplu, cu aproximativ 40%.

CERN aprobă continuarea lucrărilor la Future Circular Collider – dar amână decizia finală

Vernieri spune că, având în vedere costurile lor uriașe și impactul asupra mediului, studiul sustenabilității proiectelor de fizică este un domeniu nou, dar necesar. „Trebuie să ne gândim nu numai în ceea ce privește costurile financiare, ci și impactul asupra mediului”, spune ea, adăugând că cel puțin acum există o „discuție cu totul nouă” care examinează amprenta de carbon a fizicii particulelor.

Cercetătorii spun, de asemenea, că merită remarcat faptul că CERN intenționează să refolosească tunelul FCC odată ce activitatea sa ca fabrică Higgs este finalizată ca un colisionator de hadron de mare energie. Cu toate acestea, acest lucru nu ar fi neapărat un câștig clar în materie de climă, deoarece ar necesita o nouă infrastructură de lumină cu propriile costuri de carbon. Echipa afirmă că ar fi necesară o analiză detaliată a ciclului de viață pentru a determina posibilele avantaje climatice ale reutilizarii tunelului FCC, ceea ce depășește scopul acestui studiu.

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Împuterniciți-vă. Accesați Aici.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Mediu inconjurator, Solar, Managementul deșeurilor. Accesați Aici.
• PlatoHealth. Biotehnologie și Inteligență pentru studii clinice. Accesați Aici.
• Sursa: https://physicsworld.com/a/cool-copper-collider-most-environmentally-friendly-among-higgs-factory-designs-finds-study/