La trajectoire du nouvel accélérateur de particules du futur collisionneur circulaire (FCC) du CERN passera sous le lac Léman, selon un rapport intermédiaire présenté lundi par la direction de l’Agence européenne de recherche nucléaire.

La présentation à Genève, en Suisse, qui a été diffusée en direct, s’est concentrée sur la faisabilité du projet international, qui devrait devenir opérationnel au milieu des années 2040.

Selon le rapport, le nouvel accélérateur de particules FCC a une circonférence de 91 kilomètres pour atteindre une énergie de collision de 100 téraélectrons volts (TeV). L’accélérateur de particules actuel, le Grand collisionneur de hadrons (LHC), atteint 14 TeV. Compte tenu de la différence d’énergie, il est compréhensible que cela représente une énorme amélioration dans le travail scientifique.

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Comparaison de taille de l’ancien et du nouvel accélérateur prévu.

Les nouvelles technologies matérielles ont permis de produire le FCC dans une taille plus petite

Les idées de conception précédentes pour le nouvel accélérateur de particules étaient basées sur une circonférence de 100 km, mais de meilleurs aimants permettent une conception légèrement plus petite. L’accélérateur de particules actuel, le LHC, est devenu célèbre en 2012 car il a été utilisé pour découvrir la particule dite du boson de Higgs. La construction devrait commencer en 2033. Le tunnel de l’accélérateur de particules, d’un diamètre de 5,5 mètres, atteindra 30 mètres sous le fond du Rhône et au moins 100 mètres sous le fond du lac Léman.

Le nouvel accélérateur de particules provoquera dans un premier temps une collision entre électrons et positrons, avant que des expériences avec des protons plus lourds ne suivent à partir des années 2070 environ. « Il s’agit non seulement d’un merveilleux outil pour comprendre la physique, mais aussi d’un moteur d’innovation », a déclaré la directrice générale du CERN, Fabiola Giannotti, lors du lancement. « Le défi consiste à étudier les propriétés de la matière à la plus petite échelle et à la plus haute énergie. » Cependant, avant que la construction puisse commencer, les 23 pays membres du CERN, dont l’Allemagne et la France, doivent accepter l’idée. Les coûts n’ont pas encore été calculés avec précision, mais sont estimés entre 14 et 20 milliards d’euros.

Depuis 50 ans, les accélérateurs de particules comptent parmi les outils scientifiques les plus importants pour comprendre les particules et les lois les plus fondamentales de l’univers.

Que sont les accélérateurs de particules ?

Depuis 50 ans, les accélérateurs de particules comptent parmi les outils scientifiques les plus importants pour comprendre les particules et les lois les plus fondamentales de l’univers. Avec une circonférence de 27 km, le Grand collisionneur de hadrons (LHC) est actuellement l’accélérateur de particules le plus puissant au monde. La phase haute luminosité (HL-LHC) augmentera le potentiel de découverte de la machine avec un programme de recherche jusqu’en 2040. Mais le CERN pense déjà au-delà du LHC.

L’avenir de la physique des hautes énergies au XXIe siècle dépend de la conception et de la construction d’accélérateurs capables d’étendre les limites d’énergie et d’intensité d’un ordre de grandeur au-delà des valeurs actuelles. L’étude Future Circular Collider (FCC) examine diverses options d’accélérateurs susceptibles de fournir un programme de physique robuste et diversifié qui durera au-delà de la fin du siècle dans une infrastructure de recherche unique à construire dans un tunnel souterrain de 100 km de long.