Большой Адронный Коллайдер (БАК), самый мощный на сегодняшний день в мире ускоритель частиц, относительно недавно начал работать на пользу земной науки и еще даже не вышел на полную мощность. Невзирая на это ученые уже сейчас начали планирование сооружения преемника БАК — Международного Линейного Коллайдера (International Linear Collider, ILC). По предварительным расчетам, сооружение ILC обойдется в сумму от 10 до 20 миллиардов долларов, а располагаться этот ускоритель-коллайдер будет вероятнее всего в Японии.

Большой Адронный Коолайдер предназначен для разгона частиц-адронов до огромных скоростей (энергий) и сталкивания их друг с другом. Адроны — это частицы, состоящие из других частиц, к примеру, протон состоит из трех кварков, двух верхних кварков и одного нижнего кварка, которые скрепляются между собой при помощи глюонов. Кольцевая структура БАК позволяет эффективно разгонять частицы-адроны до огромных скоростей, при этом, энергетические затраты остаются на приемлемом уровне.

Проблема кольцевой структуры ускорителя заключается в том, что ее нельзя эффективно использовать для разгона волновых и малых частиц, таких как электроны. Причины этого очень сложны, но самой главной из них является возникновение так называемого синхротронного излучения (или магнитно-тормозного излучения) при движении волновых частиц по кругу. На это излучение, которое лежит в области жесткого рентгена электромагнитного спектра, тратится львиная доля энергии, закачиваемой в ускоритель.

Количество потерь энергии на синхротронное излучение уменьшаются при увеличении массы разгоняемых частиц, поэтому для БАК, который оперирует протонами, ядрами свинца и другими тяжелыми частицами, синхротронное излучение не является значимой проблемой. Но уже с такими частицами, как электрон, масса которого в 1836 раз меньше массы протона, синхротронное излучение становится настоящей проблемой.

Поэтому, для ускорения легких частиц, таких как электроны и позитроны, вместо кольцевых ускорителей используют линейные ускорители, ускорители, в которых разгоняемые частицы движутся по прямой линии. Но, в связи с тем, что у разгоняемой частицы есть только одна возможность «пробежать» дистанцию линейного ускорителя, мощности таких ускорителей не могут даже приблизиться к мощностям кольцевых ускорителей. К примеру, когда Большой Адронный Коллайдер в 2014 году войдет в строй после модернизации, энергия столкновений будет поднята до отметки в 14 ТэВ, а энергия линейного коллайдера ILC достигнет пикового уровня в 500 ГэВ даже при длине его разгонной части в 31 километр.

С учетом всего вышесказанного возникает логичный вопрос, зачем тратить кучу денег и усилий на создание ускорителя, мощность которого в 28 раз ниже мощности уже существующего ускорителя?..…
www.dailytechinfo.org/news/4350-v-yaponii-planiruetsya-sozdanie-lineynogo-kollaydera-preemnika-bolshogo-adronnogo-kollayder