Un collisionneur de particules plus efficace et bien moins énergivore: voici le Cool Copper Collider

La découverte du boson de Higgs en 2012 a marqué une avancée majeure dans la physique des particules, incitant les chercheurs à envisager la construction de nouveaux collisionneurs de particules pour explorer plus en détail les propriétés de cette particule insaisissable.

Un défi majeur se pose: la consommation énergétique considérable de ces infrastructures. Un collisionneur typique requiert des centaines de mégawatts, équivalant à l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) de dizaines de millions d'ampoules modernes. En plus de l'énergie nécessaire à leur construction, cela représente une empreinte carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C,...) non négligeable.


Des chercheurs de l'Université Stanford et du SLAC National Accelerator Laboratory, dirigés par Emilio Nanni et Caterina Vernieri, proposent un concept novateur pour réduire l'impact environnemental (L'impact environnemental est l'ensemble des modifications de l'environnement, qu'elles soient...) des collisionneurs: le Cool Copper Collider (C³). Leur étude, publiée dans la revue PRX Energy, soulève des questions cruciales sur la durabilité des grands projets de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...).

Le C³ représente une avancée prometteuse par rapport aux conceptions traditionnelles de collisionneurs. Il se distingue par un design (Le design (la stylique en français) est un domaine visant à la création d'objets,...) linéaire, permettant des économies d'énergie significatives grâce à des champs électromagnétiques optimisés et un système de refroidissement cryogénique avancé. De plus, sa structure compacte, ne dépassant pas huit kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système...) de long, permet de réduire l'usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) de matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) et de simplifier la construction. Ces innovations pourraient le rendre plus abordable et réduire son empreinte carbone.

La construction du C³ soulève des défis environnementaux majeurs. Les chercheurs suggèrent d'utiliser des matériaux alternatifs, tels que différents types de béton (Le béton est un matériau de construction composite fabriqué à partir de...), et de prêter attention à la fabrication et au transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus...) des matériaux. En outre, l'emplacement du collisionneur pourrait influencer son mix énergétique (Le mix énergétique, ou bouquet énergétique, est la proportion des différentes sources dans la...), favorisant l'utilisation d'énergies renouvelables ou la construction d'une centrale solaire (Une centrale solaire est un système de production d'électricité qui utilise...) dédiée.

Comparé à d'autres projets de collisionneurs, le C³ se distingue par son potentiel de réduction de l'impact environnemental. Les collisionneurs circulaires, bien que réutilisant les faisceaux de particules, présentent une consommation d'énergie accrue en raison de la perte d'énergie lors de la courbure (Intuitivement, courbe s'oppose à droit : la courbure d'un objet géométrique est...) des trajectoires des particules. Les collisionneurs linéaires, comme le C³, évitent ce problème et offrent des perspectives à plus haute énergie.

L'analyse de l'équipe SLAC-Stanford démontre que la construction reste le principal contributeur à l'empreinte carbone des projets de collisionneurs. Néanmoins, le C³, grâce à sa conception innovante et à sa taille réduite, pourrait représenter un pas significatif vers une physique des particules (La physique des particules est la branche de la physique qui étudie les constituants...) plus durable.