Mentres os resultados das colisiones no LHC (Run1, Run2 ...) son analizados e se acerca o límite do rendemento da máquina, lévanse a cabo plans para mellorar a cadea de aceleradores que sumistran os feixes de protóns ao LHC e o deseño e producción de novos imáns superconductores.

En "Mellorando a Superconductividade" considéranse algúns cambios que optimizan as características magnéticas das instalacións superconductoras.

De seguido, téñense en conta outros aspectos dun xeito resumido.

O tempo de arranque do LHC debe ser levado a cabo no menor tempo posible. O período básico ten que ser reducido a partir de ciclos máis curtos no PSB e PS. Ademais, o tempo de aceleración no SPS debe ser tamén reducido.

Deben ser utilizados todos os medios para diminuir as pérdidas no feixe de protóns. No SPS, isto inclúe o aumento dos picos de potencia nas cavidades RF. Un programa de consolidación dos imáns do SPS proporciona a mellora da impedancia e reduce a xeración de nubes de electróns nos feixes por modificación da cámara de baleiro. 

Os estudios no SPS axudan a confirmar o interese dun novo sincrotrón de ~50 GeV que substitúa ao PS.

O novo acelerador lineal Linac4 mellora notablemente a inxección no PSB. Isto permite a regular aportación de feixes no LHC, reducindo o tempo de posta en marcha e contribuíndo positivamente na fiabilidade do complexo inxector.

Podemos esquematizar algúns dos cambios considerados no seguinte diagrama.

Future Circular Collider

Para poder continuar examinando a estrutura da materia, cales son os consituintes básicos da natureza e como interactúan, é preciso pensar ao grande e facer plans a longo prazo. As posibilidades inclúen máquinas que deixarían pequeno ao LHC, e feixes de neutrinos atravesando continentes.

Quizais o sustituto do LHC - Future Circular Collider (FCC)- podería ser construido tamén en Xenebra.

En xuño de 2021, un comité internacional recomendou un trazado específico de 91 km de circunferencia cunha simetría cuaternaria e oito emprazamentos de superficie.

(Ver máis aquí...)

Pechando o círculo: Diferentes hipóteses de traballo (aneis de cores) para un FCC de 91 km de circunferencia con oit emplazamientos en superficie, tendo en conta as condiciones xeológicas, as limitaciones da superficie, a infraestrutura e os recursos. Os aneis do LHC e do SPS móstranse en azul. (Tomado de CERN Courier May/June 2022)

Este novo túnel de 91 km de circunferencia albergaría o Futuro Colisor Circular de protóns de 100 TeV no centro de masas (FCC-hh/VHE-LHC), cun colisor circular de leptóns (FCCee/TLEP) como paso potencial intermedio, e un colisor leptón-hadrón (FCC-he) como opción adicional. FCC-ee, operando a catro diferentes enerxías para máxima precisión na física dos bosóns Z, W e Higgs e o quark top, representa un significativa mellora en termos de tecnoloxía e parámetros de deseño.

Os necesarios esforzos I&D inclúen os sistemas RF, esquema de inxección, deseños ópticos para as zonas circulares e as focalizacións finais, efectos da radiación de beamstrahlung, polarización de feixes, calibración de enerxía, e consumo de elctricidade. FCC-hh encara outros retos como o deseño de altos campos magnéticos, protección e manexo fronte á radiación sincrotrón nunha máquina superconductora. Todos estas cuestións están sendo tomadas en consideración na gran colaboración FCC.

Un estudo paralelo de deseño foi realizado en China para un colisor similar, pero máis pequeno, chamado CepC/SppC.

Unha aproximación sinxela ao FCC pode atoparse aquí.

See more in The Future Circular Collider , en Spotlight on FCC physics ou en Exotic flavours at the FCC