物理学に新たな命を吹き込むCERN粒子加速器

プラズマ航跡場加速器と呼ばれる新しい種類の衝突型加速器は、大型ハドロン衝突型加速器ではできないこと、つまり電子を衝突させることによって、新しい方法で基礎物理学を研究することができます。

ジョシュア・ハウゲゴ著

2023 年 2 月 21 日

LHCのスクリーンに吸収された陽子衝突の結果

フィシェ、ジャック・エルベ/CERN

エッダ・グシュヴェントナーの実験に行くには、スイスのジュネーブ郊外にあるヨーロッパの素粒子物理学研究所である CERN の小さな、ブルータリズム的な建物に入ります。エレベーターに乗り、50 メートル下ると広大な地下室があります。一連の黄色いセキュリティドアを通過した後は、下り勾配のトンネルに沿って 1 キロメートル移動する必要があります。グシュヴェントナーさんは通常、ドアの内側に駐車した小さな白いバイクの 1 台を使用するのはこのためです。

彼女は、新しい物理学の発見に役立つ可能性のある有望な種類の粒子加速器を開発しています。 2012 年にヒッグス粒子が発見されて以来、素粒子物理学は語るほどの進歩を遂げていません。そのため、さまざまな方法で現実を調査するのに役立つ機械に思考が向けられています。

グシュヴェントナーが取り組んでいる「AWAKE」と呼ばれる実験は、プラズマの波（荷電粒子のガス）を生成し、それに沿って電子を波状に送り出す。ほとんどの衝突型加速器は大型化、高価化が進んでいますが、プラズマ航跡場加速器として知られるこの地下機械とその類似物はコンパクトです。ただし、その大きさに騙されないでください。パンチが詰まっています。 CERN の広大な大型ハドロン衝突型加速器 (LHC) などと比較して、プラズマ航跡場技術は、一定の距離において、はるかに強力な加速を処理できます。「最大で 1000 倍になります」と Gschwenttner 氏は言います。

それは効果的であることが証明されています。過去数年間、AWAKEはわずか数メートルの距離で電子を加速することに一連の成功を収めてきた。昨年、それは重要なテストに合格し、研究者たちは現在、それをより高いエネルギーに導く準備を進めています。 …