Möjligheter hos framtidens kolliderare

Abstract

Standardmodellen beskriver mycket av partikelfysiken väl, men det finns frågeställningar som kan undersökas hos kolliderare. Syftet med detta arbete är att undersöka möjligheterna hos föreslagna partikelkolliderare genom litteraturanalys och simuleringar, samt skriva en populärvetenskaplig artikel. De föreslagna kolliderarna som behandlas är Circular Electron Positron Collider (CEPC), Compact LInear Collider (CLIC), International Linear Collider (ILC), Super Proton Proton Collider (SPPC), Future Circular Collider både för leptoner och hadroner (FCC-ee respektive FCC-hh), samt Large Hadron Colliders uppgradering High Luminosity (HL-LHC). Litteraturanalysen sammanfattar några av de områden som kolliderarna kan undersöka, samt ger en översikt av några modeller bortom standardmodellen (BSM). Den första simuleringen behandlar framåt-bakåt-asymmetri för en Z-boson som skapar en toppkvark (t) och en antitoppkvark (¯t). Den andra simuleringen estimerar vilken luminositet som skulle behövas för att hitta nya partiklar i en hadronkolliderare vid en masscentrumsenergi på 100 TeV, som FCC-hh. Resultaten av litteraturanalysen och simuleringarna indikerar att nya kolliderare skulle kunna göra signifikanta upptäckter inom partikelfysik, vilka även kan bidra till ökad förståelse av universum. Dock behövs vidare utvärdering inför val av vilka kolliderare som bör konstrueras i framtiden. Utöver detta uppmanas vidare planering kring konstruktion och drift med ett miljöperspektiv i åtanke. Slutligen producerades en populärvetenskaplig artikel som förhoppningsvis kan bidra till allmänbildning.