Noul tablou al particulelor elementare

Modelul standard

Modelul standard reprezintă o teorie fizică despre modul în care interacționează particulele sub-atomice. Avem un set de ceea ce numim în prezent particule elementare, despre care deocamdată putem spune că nu au o structură și nu sunt compuse din alte particule, împreună cu mediatori ai forțelor prin care interacționează aceste particule. Tabloul lor arată în felul următor: avem trei generații de quarkuri cu câte doi membri, adică un număr total de șase quarkuri: up, down, charm, strange, top, botton și un număr de trei generații de leptoni: electron, miuon, taon. Fiecare lepton are câte un neutrin asociat, deci avem neutrinul electronic, miuonic și taonic. În total, din nou un număr de șase leptoni. O combinație de două quarkuri formează particulele denumite mezoni iar o combinație de trei quarkuri formează barioni. Mezonii și barionii formează o familie de particule denumită hadroni. Protonul și neutronul fac parte din familia barionilor și împreună cu electronii formează întregul sistem periodic al elementelor. Pe lângă aceste particule, din modelul standard mai face parte și un set de bosoni corespunzători celor trei forțe: fotonul (forța electromagnetică), gluonul (forța tare) și bosonii W și Z (forța slabă). Toate aceste particule au fost fie descoperite experimental, fie prezise în prima fază și descoperite ulterior. Tabloul lor este simetric, clar și elegant, așa cum le place fizicienilor.

Lipsea o singură piesă din acest tabloul pentru ca modelul să fie complet: bosonul Higgs, responsabil pentru masa tuturor particulelor. Iar la CERN, la acceleratorul LHC, a fost identificat un boson foarte asemănător cu bosonul Higgs descris de teorie.

Dincolo de Higgs

Anunțul făcut de CERN, cel mai mare laborator de particule elementare din lume, amplasat lângă Geneva (Elveția), a fost un triumf al abordării matematice de a înțelege lumea. Descoperirea bosonului Higgs nu înseamnă că fizicienii se vor retrage din activitate și vor considera că nu mai au ce face în fizică. Dimpotrivă, descoperirea noului boson ar putea însemna o nouă era pentru fizica energiilor înalte. Până la urmă, trebuie să înțelegem de ce masele particulelor fundamentale au valorile pe care le au și de ce anumite șabloane în tabloul particulelor elementare sunt așa cum sunt.

La începutul anilor 60, unii fizicieni au teoretizat că, dacă modelul standard ar funcționa, universul ar trebui să fie plin cu un câmp cuantic care creează masa pentru restul particulelor. Peter Higgs a spus că dacă acest câmp ar exista, ar trebui să existe manifestări ale sale, sub forma unor unde. Adică întocmai bosonii Higgs. A urmat apoi căutarea bosonului Higgs și vor urma eforturi pentru măsurarea proprietăților sale, pentru a testa dacă se comportă așa cum este prevăzut de teorie.

Fizicienii din domeniul particulelor elementare lucrează cu scări de energii. Forța nucleară tare setează o scară a energiei în jurul valorii masei protonului, echivalentă cu aproximativ 1 GeV. LHC din cadrul CERN ne oferă posibilitatea de a studia până la, și dincolo de, scara la care simetria electroslabă este ruptă, în jur de 100 GeV. Deasupra acestei energii există o simetrie între forța nucleară slabă și electromagnetism care nu este prezentă la energii mai joase. Bosonul Higgs este particula care rupe această simetrie electroslabă, în jurul valorii de 125 GeV.

Scara Planck, unde se combină forța gravitațională și forțele cuantice, este în jurul valorii de 10 la puterea 19 GeV, cu mult dincolo de posibilitățile experimentelor curente sau viitoare. Cu siguranță există o nouă fizică între 100 GeV și 10 de miliarde de miliarde de GeV. LHC este doar o poartă care ne va conduce într-o regiune necunoscută, dar pentru a merge și mai departe, vom avea nevoie de toate indiciile pe care le putem găsi.

Marea necunoscută

Sunt multe întrebări despre Higgs care au nevoie de un răspuns. Prima ar fi de ce este atât de ușor. Modelul standard, fără ajustări suplimentare ale unor parametri, face ca, datorită efectelor cuantice, masa bosonului Higgs să aibă o valoare apropiată de scara Planck, ceea ce este evident că nu este adevărat, iar acest lucru indică sincope ale teoriei.

Supersimetria și dimensiuni suplimentare ale spațiu-timpului au fost propuse ca soluții ale acestei probleme. Supersimetria introduce un nou set de particule care anulează efectele cuantice ce ar crește prea mult masa bosonului Higgs. Dimensiunile suplimentare ar putea coborî scara Planck până la 100 GeV. Nu există deocamdată dovezi clare ale acestor teorii, dar noi particule sau deviații de la predicțiile modelului standard pot apărea la LHC în orice moment, mai ales după ce acceleratorul își dublează energia de coliziune în 2014. Supersimetria presupune că pentru fiecare boson (particulă cu spin întreg) există un fermion (particulă cu spin semiîntreg) corespondent, și invers. Am avea astfel fotini, selectroni, sprotoni și așa mai departe.

Atingerea unor energii și mai înalte necesită însă și noi evoluții ale tehnicii, însă unele descoperiri se pot face și la nivelul actual. Câteva dintre experimentele ce se desfășoară la LHC se ocupă de problema asimetriei materie-antimaterie. Lumea noastră este formată din materie, nu din antimaterie, însă forțele fundamentale nu țin cont de diferența dintre materie și antimaterie. Cum s-a produs acest dezechilibru și mai ales de ce în urma Big-Bang-ului a rezultat mai multă materie decât antimaterie? Experimentul LHC-beauty (LHCb) caută mici diferențe în producția de particule și antiparticule ce implică quarkul beauty iar un detector aflat pe Stația Spațială Internațională, AMS-2, caută semnături ale antimateriei în univers.

Experimentele cu neutrini ne pot ajuta și ele să înțelegem problema antimateriei. Măsurări recente efectuate în cadrul experimentelor RENO din Seul (Coreea de Sud) și Daya Bay (China) sugerează că dezechilibrul materie-antimaterie poate fi și mai pronunțat în cazul neutrinilor, care au o masă mică și se transformă, sau oscilează, între diverse tipuri (există trei tipuri de neutrini, denumite și generații, și anume neutrini electronici, miuonici și taonici). Experimente care urmează să aibă loc în Statele Unite. Europa și Japonia vor verifica și, să sperăm, clarifica, acest aspect.

Neutrinii sunt misterioși și în alte privințe. Mulți teoreticieni cred că neutrinii sunt particule majorana, adică un neutrin este propria sa antiparticulă. Dacă acest lucru este adevărat, masa neutrinilor nu este dată de bosonul Higgs.

Mai rămâne o importantă piesă de puzzle în modelul standard: materia întunecată, materia invizibilă care afectează mișcarea stelelor și a galaxiilor, materie care nu pare să fie alcătuită din nici o particulă cunoscută. Accelerarea expansiunii universului este atribuită acestei materii întunecate, dar nu cunoaștem deloc legile care o guvernează.

O mai bună înțelegere despre interacțiile tari și despre cum se leagă quarkurile și gluonii în interiorul hadronilor ar fi și ea binevenită. Teoria cuantică pe care o avem în prezent nu poate prezice împrăștierile hadronilor la energii foarte înalte. Quarkurile și gluonii par să formeze un lichid la densități energetice ridicate, dar această formă a materiei nu este foarte bine înțeleasă deocamdată.

Modelul standard ne dă o listă cu particule aparent fundamentale, singurele lucruri din univers care nu sunt create din alte lucruri. Prin descoperirea bosonului Higgs avem o teorie în care aceste particule au masă, ceea ce este un mare pas înainte.

Acum putem savura următorii pași făcuți la LHC sau în acceleratoarele viitorului. Poate cercetătorii vor construi un accelerator linear care să funcționeze ca o uzină de bosoni Higgs. Poate un alt experiment ne va face o surpriză și va schimba totul. Poate un progres al teoriei va explica anumite tipare și coincidențe din modelul standard.

Tiparul văzut în sistemul periodic, înainte ca cineva să știe despre structura electronică și nuclee, s-a dovedit a fi un semn al structurii atomice. Poate că un alt strat structural poate explica șabloanele care există în prezent în fizică.

Viitoarele acceleratoare

Când fizicienii din lumea întreagă s-au trezit în dimineața zilei de 5 iulie, le erau proaspete încă scenele de bucurie, emoțiile și lacrimile de fericire din ziua precedentă, dar și o uriașă întrebare. La acceleratorul de particule LHC de la CERN (Elveția) fusese anunțată descoperirea unei noi particule, foarte asemănătoare cu mult căutatul boson Higgs iar întrebarea care le va defini viitorul fizici este următoarea: este noua particulă descoperită variantă simplă a bosonului Higgs prezis de un model standard vechi de 40 de ani sau este ceva mai complex și mai interesant, ceva ce va conduce spre o teorie mai profundă și mai completă?

Fizicienii speră ca acceleratorul LHC să le ofere măcar câteva răspunsuri în anii ce vor urma, dar unii dintre ei sunt deja cu gândul la o mașinărie care va succeda LHC – o uzină de bosoni Higgs care va întregi teoria prin măsurări mult mai precise decât poate să ofere LHC.

“Știm că trebuie să existe o nouă fizică dincolo de Modelul Standard” afirmă Barry Barish, fizician la California Institute of Technology (Pasadena, SUA). Acest lucru este garantat, spun el și colegii săi, de existența unor fenomene care nu pot fi cu ușurință încadrate în model: existența invizibilei materii întunecate despre care se presupune că este responsabilă pentru un sfert din densitatea masică a universului sau posibilitatea neutrinilor de a oscila dintr-unul în altul. Barish conduce un consorțiu global care și-a propus proiectarea International Linear Collider (ILC), unul din candidații pentru o nouă mașinărie care să îi succeadă LHC-ului. Chiar dacă deocamdată nimeni nu ști încă ce presupune noua fizică, Barish a declarat că “strategia noastră este să fim pregătiți pentru când lucrurile se vor așeza”.

Costul, calendarul și performanțele noului ILC și a altor mașinării candidate vor fi discutate la workshopul European Strategy for Particle Physics ce va avea loc la Cracovia între 10-12 septembrie, unde se vor trasa prioritățile europene în acest domeniu pentru următorii cinci ani. Fizicienii americani pregătesc un exercițiu similar cu ocazia unei întâlniri ce va avea loc la Snowmass, Colorado, în iunie anul viitor.

Însă planurile sunt un lucru iar realitatea este uneori cu totul alta. Finanțarea pentru noua mașinărie, în special în regres economic, va fi o sarcină dificilă. “Dacă noul accelerator și costurile sale aferente vor fi sau nu acceptate de comunitatea științifică depinde în mare măsură de particulele pe care le va găsi LHC-ul” spune Christopher Llewellyn-Smith, director la departamentul energiilor înalte la Universitatea Oxford, Marea Britanie și fost director al CERN pe vremea când planul pentru LHC a fost aprobat.

LHC merge mai departe

Un element esențial care va fi discutat în cadrul workshopului de la Cracovia este cât de departe va putea merge LHC-ul în măsurarea proprietăților noii particule descoperite. Fizicienii care lucrează în prezent acolo se așteaptă să primească noi date, plus o modernizare substanțială în următorii zece ani.

Avem deja o veste bună: masa particulei care seamănă cu bosonul Higgs este de aproximativ 125 miliarde de electron-volți (GeV) – exprimată în unități de energie, așa cum le place fizicienilor din domeniu – este plasată în domeniul ușor al intervalului estimat de teoreticieni. Acest lucru are două consecințe importante: înseamnă că un nou accelerator relativ modest va fi suficient pentru a produce cantități însemnate de bosoni Higgs și oferă noii particule o largă varietate de modele de dezintegrare, lucru ce le va face fizicienilor munca mai ușoară pentru a studia interacțiunile cu alte particule ale modelului standard.

Spre exemplu, o prioritate o reprezintă verificarea predicției modelului standard despre interacțiunea bosonului Higgs cu fermionii modelului standard: entități precum electroni, miuoni și quarkuri care au un moment cinetic (sau spin) semiîntreg: 1/2 unități. Probabilitatea de interacțiune cu fiecare particulă ar trebui să fie proporțională cu masa acestuia – însă, în modelul standard, interacțiunea cu Higgs este ceea ce creează masa.

O altă prioritate este verificarea spinului noii particule. Modelul standard cere un spin 0. Fizicienii de la LHC pot să afirme deocamdată că particula descoperită este un boson, (ceea ce înseamnă că spinul poate fi 0, 1, 2 sau alt număr întreg) și că nu are spinul 1. Ambele concluzii au trase din modul de dezintegrare a particulei în perechi de fotoni, care sunt bosoni cu spinul 1. Fizicienii nu au încă teorii exotice despre bosoni cu spin mai mare de 2, după cum afirmă Albert de Roeck, coordonator științific al echipei de la detectorul CMS al LHC. Așa că va trebui demonstrat dacă spinul particulei nou descoperite este 2 sau 0, așa cum cere teoria.

LHC va stabili în cele din urmă spinul particulei, dar nu este atât de clar în acest moment cât de departe poate merge LHC în direcția verificării cuplării bosonului cu alte particule, în special interacțiune cu sine, prin care bosonul Higgs însuși primește masă. În prezent se știe că interacțiunile noului boson cu alte particule sunt în acord cu modelul standard, în limita de incertitudine de 30-40%. Până la sfârșitul anului viitor, incertitudinea ar putea coborî până la 20% sau până la câteva procente în următorii 10-15 ani.

Acest lucru este exact motivul pentru care unii fizicienii își doresc deja un accelerator nou, de nouă generație. Un adevărat test al modelului standard, care ar putea scoate în evidență mici deviații care ar putea conduce spre noi modele, mai adecvate, înseamnă măsurarea ca interacțiunii bosonului Higgs cu alte particule să aibă loc într-o incertitudine de 1% sau chiar 0.1%. Iar acest nivel este puțin probabil să fie vreodată atins de LHC. Acceleratorul curent este ca un baros: au loc ciocniri violente ce conțin sute de miliarde de protoni la emergii care vor ajunge în cele din urmă la 7 trilioane de electron-volți (7 Tev). Aceasta este o metodă eficientă de a descoperi noi particule masive, dar mai puține eficientă pentru a face măsurări de precizie deoarece protonii sunt mări haotice de quarkuri și gluoni care fac coliziunile să fie foarte dezordonate.

În loc de protoni, fiecare propunere pentru un nou accelerator de generație următoare propune un accelerator de leptoni. Leptonii sunt un grup de particule ușoare ce includ electronii, miuonii, taonii și neutrinii care nu participă la interacțiunile tari dintre quarkuri și gluoni. Leptonii sunt particule elementare și nu interacționează decât prin forțele electromagnetică și slabă. Rezultă că acceleratoarele cu leptoni vor fi mult asemănătoare cu un bisturiu precis decât cu un baros: ciocnirile pot fi reglate în zona de masă a particulei dorite și jetul de particule create în urma interacției va fi mult mai curat și mai simplu de interpretat.

Miuoni sau electroni

O soluție relativ ieftină, propusă de unii fizicieni, va fi amplasarea instalațiilor noului accelerator să fie alături de cele ale LHC-ului, în același tunel și să fie folosite pentru ciocnirea electronilor și a pozitronilor venind din direcție opusă. Această propunere, cunoscută ca LEP3 în onoarea fostului accelerator LEP (Large Electron Positron) care a ocupat tunelul înainte de anul 2000 când a început construcția LHC. LEP3 ar putea produce bosoni Higgs la doar 120 GeV pe fascicul (o energie toală de 240 GeV, cu doar puțin mai mult decât energia inițială a LEP, de 209 GeV). Tehnologia a avansat destul de mult de la proiectarea LEP și noul accelerator ar putea avea o rată a ciocnirilor (sau o așa-numită luminozitate) de 500 de ori mai mare.

Construcția LEP3 în tunelul LHC ar putea însemna și reciclarea unor componente ale detectoarelor acceleratorului curent precum și folosirea infrastructurii existente la CERN în materie de putere electrică, mentenanță și prelucrare a datelor. Aceste economii ar putea coborî prețul LEP3 undeva între 1 – 2 miliarde de dolari, față de 6 miliarde cât a costat LHC. Mai mult de atât, noul accelerator ar putea fi construit fără demontarea LHC: tunelul a fost inițial construit în ideea folosirii simultane a celor două tipuri de acceleratoare, funcționând simultan.

Cu toate avantajele sale de uzină de bosoni Higgs, LEP3 nu va putea studia nici o particulă mai grea decât Higgs. Și acest lucru ar putea fi o problemă deoarece mulți cercetători speră ca LHC să descopere până la urmă particule noi, mai grele, care răsar din teorii precum supersimetrie sau chiar dimensiuni suplimentare. Creșterea plajei de energii pentru LEP3 pentru a acomoda și alte particule va fi practic imposibilă din cauza pierderilor cauzate de radiația sincrotron, un șuvoi de fotoni emiși când o particule încărcată electric se mișcă pe o traiectorie curbă. Acest aspect nu reprezintă o problemă gravă pentru protonii din LHC deoarece pierderile de energie prin radiația sincrotron scad foarte repede cu masa particulei, iar protonii sunt mai grei decât electronii de aproape 2000 de ori. Însă aceste pierderi nu pot fi neglijate în cazul LEP3. Singura metodă prin care poate fi mărită energia de coliziune a acceleratorului va fi mărirea razei acestuia, necesitând astfel un nou tunel. S-a discutat și săparea unui nou tunel pe sub Lacul Geneva și instalarea unui accelerator circular de 80 de kilometri, deși nu este o idee care se va pune în practică în viitorul apropiat.

Între timp fizicienii au explorat și alte concepte pentru uzine alternative de bosoni Higgs care să fie mai mici decât LEP3, de doar 1.5 km în diametru. Prin ciocnirea unor fascicule de miouni (particule asemănătoare cu electronii, dar de 207 ori mai masive), acest accelerator va avea o radiație sincrotron neglijabilă și ar putea produce zeci de mii de bosoni Higgs în cadrul unei ciocniri la 125 GeV spre deosebire de 240 GeV necesari în cazul LEP3. Astfel, va putea funcționa și la energii mai ridicate, pentru a studia și alte particule.

Dar acceleratorul cu miuoni are și el dezavantajele sale. Miuonii sunt particule care se dezintegrează în electroni și neutrini și au un timp de înjumătățire de 2.2 microsecunde, o perioadă de timp destul de lungă în lumea subatomică, unde timpii de viață ai particulelor se măsoară adesea în trilionimi de nanosecunde. Miuonii vor fi produși prin coliziunea unui fascicul de protoni cu o țintă metalică, apoi vor trebui răciți (încetiniți) și aliniați pentru a forma un fascicul după care din nou accelerați pentru a ajunge la energia dorită, totul în mai puțin de o clipită. De această provocare se ocupă în prezent experimentul de răcire al miuonilor (MICE – muon ionization cooling experiment) de la Rutherford Appleton Laboratory de lângă Oxford, Marea Britanie. Concluziile MICE sunt așteptate în 2016, moment în care tehnologiile de răcire a miuonilor ar putea fi suficient de avansate pentru ca la CERN să se poată construi o uzină de neutrini, un punct preliminar în construcția unui accelerator de miuoni, care va emite un fascicul de neutrini prin Pământ spre un detector aflat la mii de kilometri depărtare (spre unul care ar urma să se construiască de pildă în Finlanda).

Totuși, mulți fizicieni sunt sceptici că vor apuca să vadă un accelerator de miuoni, mai ales din pricina dificultăților întâlnite în încercare de a-i răci. 

Brian Foster, fizician la Universitatea Oxford, propune un concept de accelerator linear de electroni și pozitroni. Din fiecare parte ar porni un fascicul de electroni respectiv pozitroni care s-ar întâlni practic la mijloc. Lipsa curburii ar elimina pierderile prin radiație sincrotron și energia lui s-ar putea mări continuu, prin lungire capetelor acceleratorului.

Ideile pentru acceleratoare de energii înalte, lineare, au apărut încă din 1980 și s-au cristalizat în două direcții principale: ILC, dezvoltat de un consorțiu internațional de laboratoare și universități, ar urma să fie un accelerator lung de 30 km și va folosi supraconductibilitatea pentru a ajunge la 0.5 TeV cu posibilitate de îmbunătățire până la 1 TeV. Echipa ILC va publica în curând un raport tehnic asupra proiectului și costul este estimat în prezent la 6.7 miliarde dolari. CLIC (Compact Linear Collider), promovat de CERN, va fi lung de aproape 50 km, dar folosind noi tehnologii de accelerare va putea ajunge să funcționeze până la 3 TeV. CLIC costă mai puțin de 6 miliarde, dar asta din cauză că nu este disponibil decât un concept al proiectului, însă energiile mai mari dezvoltate vor permite noi descoperiri, cât și o precizie superioră.

Performanțele ambelor variante au fsot studiate intensiv, însă doar teoretic. Spre exemplu, acceleratorul linear de la Menlo Park, California (SLAC – Stanford Linear Collider), a funcționat până la energii de aproape 100 GeV, dar nu a atins niciodată luminozitatea dorită. SLAC a fost un accelerator complex, dar ILC și CLIC vor fi și mai complexe.

Cu toate astea, pentru unii fizicieni, dacă nu pentru majoritatea lor, un accelerator linear pare a fi cel mai sigur pariu. În iulie, la Comitetul Internațional pentru Viitoare Acceleratoare (cu sediul central la Fermilab, în Batavia, Illinois) au fost aduse atât ILC cât și CLIC în același proiect comun, condus de fostul director al LHC, Lyn Evans. Scopul său este să facă o propunere concretă pentru un singur accelerator linear până la finalul lui 2015.

Evans propune un accelerator linear începând de la 250 GeV pentru a scana bosonul Higgs, urmând ca apoi energia acestuia să fie crescută până la 500 GeV, punct în care acceleratorul ar putea produce perechi de bosoni Higgs pentru a da posibilitatea cercetătorilor să investigheze modul în care bosonul Higgs se cuplează cu el însuși dar și cu alte particule masive, precum quarkul top. Energiile ridicate sunt posibile, dar vor necesita mai multă electricitate. În practică, limita superioară pentru o locație nouă, este maximul care poate fi asigurat și pentru CERN, adică 300 MW.

Dincolo de aspectele tehnice, o altă întrebare care se pune este cine va fi gazda noului accelerator de leptoni, care va costa miliarde de dolari? O cutumă în domeniu spune că țara gazdă va sprijini financiar proiectul cu jumătate din veniturile economice estimate pe termen lung. Dar, din păcate, nu ne află, într-o perioadă în care economia să poată sprijini astfel de investiții, mai ales că din punctul de vedere al politicienilor, nu are beneficii pentru votanți pe termen scurt.

Imagine adaptată după Eric Hand, Muon collider gains momentum,
Nature 462, 260-261; 2009.

Viziuna globală

Dacă planul pentru un accelerator linear va fi în cele din urmă aprobat în următorii ani, este destul de probabil, în viziunea lui Evans, că nu va fi construit la CERN. În ciuda infrastructurii tehnice și chiar politice existente la CERN, acesta va fi destul de ocupat cu LHC, care nici măcar nu este planificat să ajungă la o energie de 7 TeV pe fascicul până în 2014 și există planuri pentru îmbunătățirea luminozității în jurul anului 2022. Cea mai bună variantă pentru CERN este continuarea exploatării și îmbunătățirii LHC, după cum este de părere și John Womersley, director al Britain’s Science and Technology Facillities Council, departamentul care controlează cheltuielile țării sale în domeniul energiilor înalte.

Statele Unite nu sunt nici ele o locație propice pentru noul accelerator, după cum afirmă și Pier Oddone, din partea International Committee for Future Accelerators. „Ceva drastic ar trebui să se schimbe [în politica cercetării în SUA]. După închiderea acceleratorului Tevatron, de 2 TeV de la Fermilab, frontiera energiilor înalte s-a deplasat din SUA spre Europa. În prezent, strategia SUA este să se concentreze pe frontiera intensității, studiind particule exotice produse, de pildă, prin fascicule intense de neutrini. După tăieri masive de buget ce au afectat un nou detector de neutrini, ce ar fi costat o zecime din costul prevăzut pentru ILC, este puțin probabil ca SUA să participe la susținerea financiară a vreunui accelerator de leptoni, oricare ar fi el.

Mulți observatori sunt de părere că cel mai probabil candidat care să găzduiască proiectul ar fi Japonia. Până la urmă, Japonia a avut contribuții însemnate pentru LHC, la mijlocul anilor 90, când proiectul avea probleme financiare serioase. Premierul nipon a făcut referiri pozitive cu privire la ILC în decembrie 2011, imediat după primele rezultate preliminare care au condus spre anunțul descoperirii noului boson. Există posibilitatea accesării de fonduri suplimentare, pentru că noul accelerator ar putea face parte din planul lărgit de recuperare economică a zonelor devastate de cutremurul din martie 2011. Există un plan al administrației nipone de a crea un oraș internațional care să conțină câteva laboratoare de cercetare, zone industriale și centre educaționale. Fizicienii japonezi din domeniul particulelor elementare își vor reînnoi planul pentru următorii cinci ani și ILC rămâne o prioritate importantă pentru ei. Atsuto Suzuki, director general al laboratorului KEK din Tsukuba, a declarat că recomandarea comunității este aceea ca Japonia să preia inițiativa în primele faze ale dezvoltării unui accelerator linear de leptoni, dacă bosonul Higgs va fi confirmat la LHC.

Va fi ILC construit? NU se știe deocamdată, în viziunea multora șansele sunt de 50%. Vor dura aproximativ 10 ani până când un posibil ILC să intre în exploatare, plus o perioadă de timp de pregătire. Dacă ILC va exista, probabil va fi cândva după 2025, însă un asemenea proiect va trebui să aștepte rezultatele suplimentare de la LHC.

Pentru mulți fizicieni, varianta optimă este ca LHC să continue să exploreze frontiera energiilor înalte în Europa, multiplele experimente cu neutrini vor explora frontiera intensității în SUA și un nou accelerator linear de particule din Japonia să studieze în amănunt particulele nedescoperite încă la LHC.

Din păcate, după cum întâmplă des în lumea științei, dacă aceste vise vor deveni sau nu realitate depinde de factori externi. Pier Oddone spune că decizia ar putea fi luată de un simplu telefon între un președinte și un prim-ministru.

 —

Articole traduse și adaptate după Jon Butterworth, Beyond the Higgs, Nature 488, 581-582; 2012 și Matthew Chalmers, The New Particle Landscape, Nature 488, 572-575; 2012.