En ny stor kollider ved CERN? Hvorfor og hvordan

Med opdagelsen af Higgs-partiklen ved CERNs LHC i 2012 er partikelfysikkens Standardmodel komplet. Alle forudsagte partikler er eftervist, og modellen er intern konsistent op til meget høje energiskalaer. Imidlertid efterlader modellen mange ubesvarede spørgsmål de fleste eksperimentelle. Blandt de påtrængende spørgsmål er: hvad er beskaffenheden af det mørke stof, hvad skyldes asymmetrien mellem stof og anti-stof i Universet, og hvad giver neutrinoerne masse. Hvordan kommer vi videre herfra? Mange teoretiske modeller er blevet udviklet, som gennem en udvidelse af Standardmodellen tildels giver svar på vore spørgsmål. Mange af disse modelleer forudsiger imidlertid nye partikler, som (endnu) ikke er blevet påvist ved LHC. For at komme videre har vi brug for ny eksperimentel input. Et meget ambitiøst bud på et fremtidig eksperimentelt program udgøres af den såkaldte Future Circular Collider, FCC, ved CERN. I en 100 km lang cirkulær tunnel vil der i første omgang kunne installeres en stor elektron-positron-kollider, som gennem et 15 års program vil kunne udføre målinger af Standardmodellens fire tungeste partikler, Z-, W- og Higgs-bosonerne og top-quarken, med en uovertruffen præcision. Dette vil checke Standardmodellens indre konsistens og være indirekte følsom overfor ny fysik op til en maget høj energi-skala. Det ultimative mål for FCC er en proton-proton-kollider, som vil kunne nå en energi omkring syv gange højere end LHC.