फ्यूचर सर्कुलर कोलाइडर (FCC): CERN परिषद ने व्यवहार्यता अध्ययन की समीक्षा की

खुले प्रश्नों (जैसे, कौन से मूलभूत कण डार्क मैटर बनाते हैं, ब्रह्मांड में पदार्थ का प्रभुत्व क्यों है और पदार्थ-प्रतिपदार्थ विषमता क्यों है, गुरुत्वाकर्षण, डार्क एनर्जी, न्यूट्रिनो द्रव्यमान आदि के लिए बल कण क्या है) के उत्तरों की खोज, जिन्हें मानक मॉडल संबोधित नहीं कर सकता है, किसी को मानक मॉडल से परे देखने और नए, हल्के कणों के संभावित अस्तित्व का पता लगाने की आवश्यकता हो सकती है जो मानक मॉडल कणों के साथ बहुत कमजोर रूप से परस्पर क्रिया करते हैं, साथ ही मौजूदा एलएचसी सुविधा की पहुंच से परे नए, भारी कणों के अस्तित्व का पता लगाना चाहिए। प्रस्तावित फ्यूचर सर्कुलर कोलाइडर (FCC) मानक मॉडल से परे ऐसे मूलभूत कणों के अस्तित्व की खोज करना संभव बना देगा। CERN परिषद ने अब FCC व्यवहार्यता अध्ययन रिपोर्ट की जांच की है। CERN परिषद द्वारा FCC के निर्माण पर अंतिम निर्णय 2028 के आसपास होने की उम्मीद है। यदि अनुमोदित हो जाता है, तो FCC का निर्माण 2030 के दशक में शुरू हो सकता है। यह लगभग 100 किलोमीटर की परिधि में होगा यह लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर (LHC) का स्थान लेगा, जिसका संचालन 2041 में समाप्त हो जाएगा। FCC दो चरणों में क्रियान्वित किया जाएगा। पहला चरण, FCC-ee, हल्के कणों की खोज के लिए सटीक माप हेतु एक इलेक्ट्रॉन-पॉज़िट्रॉन कोलाइडर होगा, जो 2040 के दशक के अंत से 15-वर्षीय अनुसंधान कार्यक्रम प्रस्तुत करेगा। इस चरण के पूरा होने पर, उसी सुरंग में एक दूसरी मशीन, FCC-hh (उच्च ऊर्जा), चालू की जाएगी। दूसरे चरण का लक्ष्य भारी कणों की खोज के लिए 100 TeV (LHC के 13 TeV से कहीं अधिक) की टक्कर ऊर्जा प्राप्त करना है। यह चरण 2070 के दशक में चालू होगा और 21वीं सदी के अंत तक चलेगा। 

6-7 नवंबर 2025 को, सर्न परिषद (जिसमें सर्न के सदस्य और सहयोगी सदस्य राज्यों के प्रतिनिधि शामिल हैं) ने प्रस्तावित फ्यूचर सर्कुलर कोलाइडर (एफसीसी) के लिए व्यवहार्यता अध्ययन के परिणाम की समीक्षा की।  

इससे पहले, सर्न ने सर्न के सदस्य और सहयोगी सदस्य देशों तथा अन्य संस्थाओं के सहयोग से फ्यूचर सर्कुलर कोलाइडर (FCC) की व्यवहार्यता का आकलन करने के लिए एक अध्ययन किया था। यह रिपोर्ट 31 मार्च 2025 को जारी की गई थी जिसकी समीक्षा सर्न परिषद के अधीनस्थ निकायों द्वारा की गई थी। स्वतंत्र विशेषज्ञ समितियों द्वारा भी रिपोर्ट की समीक्षा की गई थी, जिन्होंने प्रस्तुत दस्तावेज़ों के आधार पर कहा था कि FCC तकनीकी रूप से व्यवहार्य प्रतीत होता है।  

सर्न परिषद के प्रतिनिधियों ने अब 6-7 नवंबर 2025 को एक समर्पित बैठक में एफसीसी व्यवहार्यता अध्ययन रिपोर्ट की समीक्षा की है और निष्कर्ष निकाला है कि व्यवहार्यता अध्ययन एफसीसी अध्ययनों को जारी रखने का आधार प्रदान करता है। यह मई 2026 में सर्न परिषद द्वारा एफसीसी को संभावित मंजूरी दिए जाने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है, जब सभी सिफारिशें विचारार्थ प्रस्तुत की जाएँगी। सर्न परिषद द्वारा एफसीसी के निर्माण पर अंतिम निर्णय 2028 के आसपास होने की उम्मीद है।  

फ्यूचर सर्कुलर कोलाइडर (FCC), CERN में प्रस्तावित अगली पीढ़ी के कण कोलाइडरों में से एक है। यह लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर (LHC) का उत्तराधिकारी बनने की उम्मीद है, जिसका संचालन 2041 में समाप्त हो जाएगा। CERN वर्तमान में LHC, जो CERN का वर्तमान कार्यबल है, का उत्तराधिकारी बनने के लिए अगले कोलाइडर की पहचान करने पर काम कर रहा है। 

2008 में कमीशन किया गया, लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर (LHC), 27 किलोमीटर की परिधि वाला एक गोलाकार कोलाइडर है और जिनेवा के पास ज़मीन से 100 मीटर नीचे स्थित है। वर्तमान में, यह दुनिया का सबसे बड़ा और सबसे शक्तिशाली कोलाइडर है जो 13 टेराइलेक्ट्रॉनवोल्ट (TeV) की ऊर्जा से टकराव उत्पन्न करता है, जो अब तक किसी त्वरक द्वारा प्राप्त की गई उच्चतम ऊर्जा है। यह हैड्रॉन को प्रकाश की गति के करीब त्वरित करता है, फिर प्रारंभिक ब्रह्मांड की परिस्थितियों की नकल करते हुए उन्हें टकराता है।  

सर्न का उच्च-दीप्तिमान वृहद हैड्रॉन कोलाइडर (एचएल-एलएचसी) टकरावों की संख्या बढ़ाकर एलएचसी के प्रदर्शन को बढ़ाएगा ताकि ज्ञात तंत्रों का अधिक विस्तार से अध्ययन किया जा सके। इसके 2029 तक चालू होने की संभावना है।  

प्रस्तावित फ्यूचर सर्कुलर कोलाइडर (FCC), लार्ज हाइड्रोन कोलाइडर की तुलना में एक उच्च प्रदर्शन वाला कण कोलाइडर होगा। लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर (LHC) की पहुँच से परे, नए, भारी कणों और मानक मॉडल कणों के साथ बहुत कमज़ोर रूप से परस्पर क्रिया करने वाले हल्के कणों के अस्तित्व का पता लगाने के लिए डिज़ाइन किया गया, FCC लगभग 100 किलोमीटर की परिधि में, LHC के समान स्थान के पास, ज़मीन से लगभग 200 मीटर नीचे स्थित होगा। यदि मंज़ूरी मिल जाती है, तो FCC का निर्माण 2030 के दशक में शुरू हो सकता है।  

एफसीसी दो चरणों में क्रियान्वित किया जाएगा। पहला चरण, एफसीसी-ईई, सटीक मापन के लिए एक इलेक्ट्रॉन-पॉज़िट्रॉन कोलाइडर होगा। यह 2040 के दशक के अंत से 15 वर्षों का अनुसंधान कार्यक्रम प्रस्तुत करेगा। इस चरण के पूरा होने पर, उसी सुरंग में एक दूसरी मशीन, एफसीसी-एचएच (उच्च ऊर्जा), चालू की जाएगी। इसका उद्देश्य हैड्रॉन (प्रोटॉन) और भारी आयनों के टकराने पर 100 TeV की टक्कर ऊर्जा प्राप्त करना है। एफसीसी-एचएच 2070 के दशक में चालू हो जाएगा और 21वीं सदी के अंत तक चलेगा। 

एफसीसी की आवश्यकता क्यों है? इसका क्या उद्देश्य होगा?  

संपूर्ण प्रेक्षणीय ब्रह्मांड, जिसमें सभी बारियोनिक साधारण पदार्थ शामिल हैं, जिनसे हम सभी बने हैं, ब्रह्मांड की द्रव्यमान ऊर्जा सामग्री का केवल 4.9% बनाते हैं। अदृश्य डार्क मैटर 26.8% तक का गठन करता है (जबकि ब्रह्मांड की द्रव्यमान ऊर्जा सामग्री का शेष 68.3% डार्क एनर्जी है)। यह ज्ञात नहीं है कि डार्क मैटर वास्तव में क्या है। कण भौतिकी के मानक मॉडल (SM) में डार्क मैटर होने के लिए आवश्यक गुणों वाला कोई मौलिक कण नहीं है। यह माना जाता है कि शायद "सुपरसिमेट्रिक कण" जो मानक मॉडल में कणों के साझेदार हैं, डार्क मैटर बनाते हैं। या शायद डार्क मैटर की एक समानांतर दुनिया है। WIMPs (कमजोर रूप से परस्पर क्रिया करने वाले विशाल कण), एक्सियन, या स्टेराइल न्यूट्रिनो ऐसे कई अन्य खुले प्रश्न हैं (जैसे पदार्थ-प्रतिपदार्थ विषमता, गुरुत्वाकर्षण, गुप्त ऊर्जा, न्यूट्रिनोमास आदि) जिनका उत्तर मानक मॉडल नहीं दे सकता। इसके अलावा, 2012 में एटलस और सीएमएस द्वारा लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर (एलएचसी) में किए गए प्रयोगों द्वारा हिग्स बोसोन की खोज के बाद ब्रह्मांड के विकास में हिग्स क्षेत्र की भूमिका पर विचार-विमर्श शुरू हुआ।  

उपरोक्त खुले प्रश्नों के संभावित उत्तर कण भौतिकी के मानक मॉडल से परे हैं। किसी को नए, हल्के कणों के अस्तित्व का पता लगाने की आवश्यकता हो सकती है जो मानक मॉडल कणों के साथ बहुत कमजोर रूप से परस्पर क्रिया करते हैं। इसके लिए बड़ी मात्रा में डेटा संग्रह और ऐसे कणों के उत्पादन के संकेतों के प्रति बहुत उच्च संवेदनशीलता की आवश्यकता होगी जो कि एफसीसी के पहले चरण अर्थात एफसीसी-ईई (परिशुद्ध मापन) के दायरे में है। नए, भारी कणों के अस्तित्व का पता लगाना भी अनिवार्य है जिनके लिए उच्च ऊर्जा सुविधाओं की आवश्यकता होगी। एफसीसी-एचएच (उच्च ऊर्जा), एफसीसी का दूसरा चरण 100 TeV की टक्कर ऊर्जा तक पहुंचने का लक्ष्य रखता है (जो कि एलएचसी के 13 TeV से बहुत अधिक है)। पहले चरण के इलेक्ट्रॉन-पॉज़िट्रॉन (e+e-) कोलाइडर के आकार के लिए, गोलाकार आकार को प्राथमिकता दी गई है (रैखिक की तुलना में) 

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सन्दर्भ:  

1. सर्न। प्रेस विज्ञप्ति - सर्न परिषद अगली पीढ़ी के कोलाइडर के लिए व्यवहार्यता अध्ययन की समीक्षा कर रही है। 10 नवंबर 2025। उपलब्ध https://home.cern/news/press-release/accelerators/cern-council-reviews-feasibility-study-next-generation-collider 

2. सर्न। प्रेस विज्ञप्ति - सर्न ने संभावित भविष्य के सर्कुलर कोलाइडर की व्यवहार्यता पर रिपोर्ट जारी की। 31 मार्च 2025। उपलब्ध https://home.cern/news/news/accelerators/cern-releases-report-feasibility-possible-future-circular-collider 

3. भविष्य के सर्कुलर कोलाइडर के लिए व्यवहार्यता अध्ययन अब अंतिम रूप ले चुका है https://home.cern/science/cern/fcc-study-media-kit 

4. फ्यूचर सर्कुलर कोलाइडर https://home.cern/science/accelerators/future-circular-collider 

5. एफसीसी: भौतिकी मामला। 27 मार्च 2024। https://cerncourier.com/a/fcc-the-physics-case/  

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