Un accélérateur circulaire encore plus gros au Cern?

Le Grand collisionneur de hadrons (LHC) du Cern est actuellement l’installation scientifique de ce type la plus grosse jamais construite. Fin 2009, l’accélérateur circulaire a permis aux scientifiques d’enregistrer un nouveau record et de porter un faisceau de particules à une énergie de 1,18 TeV. Depuis, cette énergie n’a cessé d’être progressivement augmentée. L’installation est à l’arrêt depuis février 2013 en raison de travaux de maintenance planifiés. A partir de 2015, il est prévu que les collisions atteignent une énergie de 7,0 TeV. D’après le Cern, le LHC restera l’accélérateur le plus puissant au monde pendant encore quelques années.

Davantage de collisions

Les physiciens estiment cependant qu’avec le taux de collision actuel, le LHC ne pourra fournir des données statistiquement significatives après 2019 qu’aux frais de longues durées d’exploitation. Afin de diviser par deux la marge d’erreur statistique, l’installation devra fonctionner durant plus de dix ans au-delà de 2019. Et le taux de collisions du LHC devra être augmenté d’un facteur 10 pour pouvoir continuer à acquérir des connaissances et faire de nouvelles découvertes après 2020. Pour ce faire, les physiciens misent sur une augmentation de la luminosité, qui est à la base de la puissance d’un accélérateur: en effet, plus la luminosité est élevée, plus le taux de collisions par unité de section efficace sur une durée de temps est élevé. Un LHC puissant pourrait fournir en peu de temps des données très précises sur de nouvelles particules. En outre, les chercheurs espèrent qu’une plus grande sensibilité rendrait possible l’observation d’évènements rares.

Le programme HL-LHC

L’évolution du LHC a été baptisée High Luminosity LHC, en abrégé HL-LHC. Le Cern a obtenu le soutien de l’UE dans le cadre du septième programme-cadre pour la recherche et le développement technologique de l’Union européenne (FP7) pour une durée de cinq ans afin de réaliser l’étude de faisabilité du projet. L’organisation européenne a donné le signal de départ dans le cadre du Future Circular Collider (FCC) Kickoff Meeting qui s’est tenu à l’Université de Genève du 12 au 15 février 2014. D’après le Cern, le futur collisionneur circulaire de nouvelle génération pourrait posséder une taille comprise entre 80 et 100 km (à titre de comparaison, celle du LHC est de 27 km) et il pourrait permettre d’atteindre une énergie de l’ordre de 100 TeV (contre 14 TeV pour le LHC à partir de 2015).

Parallèlement au programme FCC, le Cern mène un autre projet d’accélérateur de particules, le Compact Linear Collider (CLIC). Son objectif est de passer en revue les potentiels pour un collisionneur linéaire basé sur une technologie d’accélération novatrice.