A inizio dicembre dell’anno appena concluso avevo parlato di due sviluppi importanti per il futuro di FCC. Tra le altre cose, aspettavamo la redazione delle raccomandazioni sulla strategia europea per la fisica delle particelle, che lo European Strategy Group doveva redigere nel corso di un meeting a Monte Verità, in Svizzera.
Le raccomandazioni sono puntualmente arrivate e, se avessi avuto un po’ di tempo (e soprattutto qualche rimasuglio di energia), ve ne avrei già parlato a metà dicembre. Il 2025 si è invece chiuso con una pila insormontabile di altri impegni lavorativi e familiari, tra cui la visita del comitato di revisione dell’HCERES al mio laboratorio di Annecy, che mi hanno tenuto più che occupato. Ve ne dico qualcosa rapidamente adesso (buon anno nuovo!).
Senza troppe sorprese, la raccomandazione principale dell’ESG è di considerare il programma integrato di FCC come la scelta migliore per il futuro della fisica delle particelle agli acceleratori dopo LHC:
The electron–positron Future Circular Collider (FCC-ee) is recommended as the preferred option for the next flagship collider at CERN. The FCC-ee would deliver the world’s broadest high-precision particle physics programme, with an outstanding discovery potential through the Higgs, electroweak, flavour and top-quark sectors, as well as advances in quantum chromodynamics (QCD). (...) The FCC-ee would maintain European leadership in high-energy particle physics, as well as advancing technology and providing significant societal benefits. (...) The FCC-ee would also pave the way towards a hadron collider reusing the tunnel and much of the infrastructure, providing direct discovery reach well beyond the 10 TeV parton energy scale, in line with the community’s ambition for exploration at the highest achievable energy. The overwhelming endorsement of the FCC-ee by the particle physics communities of CERN’s Member and Associate Member States further reinforces it as the preferred path.
Il Futuro Collisionatore Circolare di elettroni e positroni (FCC-ee) è raccomandato come opzione preferenziale per il prossimo collisore di punta del CERN. Il FCC-ee offrirebbe il programma di fisica delle particelle ad alta precisione più ampio al mondo, con uno straordinario potenziale di scoperta nei settori del bosone di Higgs, dell’interazione elettrodebole, della fisica dei sapori e del quark top, oltre a progressi nella cromodinamica quantistica (QCD). (...) Il FCC-ee consentirebbe di mantenere la leadership europea nella fisica delle particelle ad alte energie, promuovendo al contempo l’avanzamento tecnologico e offrendo significativi benefici alla società. (...) Il FCC-ee aprirebbe inoltre la strada a un collisore adronico che riutilizzerebbe il tunnel e gran parte dell’infrastruttura, offrendo un accesso diretto alla scoperta ben oltre la scala di energia dei partoni di 10 TeV, in linea con l’ambizione della comunità di esplorare le energie più elevate raggiungibili. Il sostegno schiacciante al FCC-ee da parte delle comunità di fisica delle particelle degli Stati Membri e degli Stati Membri Associati del CERN ne rafforza ulteriormente il ruolo come percorso preferenziale.
Poiché il supporto al progetto FCC era emerso in maniera evidente da tutto il lavoro preparatorio svolto dalla comunità, questa conclusione non è una grande sorpresa e si allinea con le preferenze della maggioranza. Quello che invece è decisamente più interessante è la raccomandazione sul cosiddetto “piano B”, ovvero su quale progetto andrebbe perseguito nel caso FCC non potesse farsi per ragioni politiche o economiche.
Molti si aspettavano che la scelta sarebbe caduta su un progetto di collisionatore elettrone-positrone lineare, un’idea che personalmente non avrei trovato particolarmente lungimirante. Un futuro collisionatore lineare avrebbe infatti costi comparabili al FCC-ee (e dunque non rappresenterebbe davvero un’alternativa, se la non fattibilità del FCC fosse dovuta a un problema economico) e presenterebbe parecchie limitazioni: la prima è l’assenza di una tappa successiva con un collisionatore adronico, che rende invece il programma integrato di FCC particolarmente appetibile; a seguire, una serie di ragioni scientifiche che, molto grossolanamente, vanno dal numero ridotto di esperimenti (in genere uno solo, forse due con parecchie acrobazie) alla scarsa luminosità a bassa energia, fino alla portata ridotta della ricerca alle alte energie rispetto a ciò che potrà fare un FCC adronico.
L’ESG sembra aver recepito queste obiezioni, che lo hanno portato a raccomandare come opzione alternativa una versione “ridotta” di FCC:
A descoped FCC-ee is the preferred alternative option for the next flagship collider at CERN. Descoping scenarios include removing the top-quark run, constructing two rather than four interaction regions and experiments and decreasing the radiofrequency (RF) system power. These measures would reduce the construction cost by approximately 15%. Although this would have a significant impact on the breadth of the physics programme and the precision achieved, the descoped FCC-ee would still provide a very strong physics programme and a viable path towards high energies, compared to the alternative collider options. Should additional resources become available, these descoping scenarios would be reversible.
Un FCC-ee ridimensionato rappresenta l’opzione alternativa preferita per il prossimo collisore di punta del CERN. Gli scenari di ridimensionamento includono l’eliminazione della fase di funzionamento sul quark top, la costruzione di due anziché quattro regioni di interazione e relativi esperimenti e la riduzione della potenza del sistema a radiofrequenza (RF). Queste misure ridurrebbero il costo di costruzione di circa il 15%. Sebbene ciò avrebbe un impatto significativo sull’ampiezza del programma di fisica e sulla precisione raggiungibile, il FCC-ee ridimensionato offrirebbe comunque un programma scientifico molto solido e un percorso valido verso le alte energie, rispetto alle opzioni alternative di collisori. Qualora si rendessero disponibili risorse aggiuntive, questi scenari di ridimensionamento sarebbero reversibili.
Il messaggio è chiaro: il programma integrato FCC è la migliore opzione per il nostro futuro, e, se non ci fossero soldi o risorse sufficienti per realizzarlo subito, si cercherà di portarlo avanti in una versione ridotta che lasci comunque aperta la strada a quella completa, perché, si sa, il futuro è sempre piuttosto difficile da prevedere. A margine, i colleghi che da anni perorano la causa di un collisionatore lineare non l’hanno presa benissimo.
Quali sono i prossimi passi? Il CERN, che dal primo gennaio ha un nuovo direttore, dovrà esprimersi in maniera conclusiva entro il 2028; ci sono dunque ancora un paio d’anni per raffinare gli studi e svolgere quel lavoro di lobbying necessario a convincere gli scettici. Vista la tremenda situazione geopolitica attuale, a mio parere quest’ultimo potrebbe rivelarsi il problema principale: 15 miliardi di euro non sono una cifra enorme (nonostante l’effetto che fa se pronunciata ad alta voce) se considerata in un’economia globale di condivisione e collaborazione come quella che sostiene il CERN come laboratorio europeo (e, di fatto, mondiale). Ma condivisione e collaborazione mondiali non sono temi particolarmente alla moda in questo momento storico, ed è dunque questo l’aspetto che mi preoccupa di più per il futuro.
P.S. Ci sarebbero poi anche le voci di possibili finanziamenti privati che sosterrebbero il progetto FCC da discutere, ma ne parliamo in un'altra occasione.
