Le plus grand accĂ©lĂ©rateur de particules au monde s'apprĂȘte Ă faire une longue pause. AprĂšs des annĂ©es Ă faire se percuter des protons, le Large Hadron Collider (LHC) entre dans un arrĂȘt programmĂ© de quatre ans. Mais attention: ce n'est pas une simple sieste, c'est une mĂ©tamorphose complĂšte. Ă son rĂ©veil en 2030, il deviendra le High-Luminosity LHC, capable de produire dix fois plus de collisions. De quoi ouvrir la voie Ă des dĂ©couvertes capitales sur la
matiĂšre noire et l'
antimatiĂšre.
Pourquoi cette transformation ? L'objectif principal est d'augmenter la luminosité, c'est-à -dire le nombre de collisions par seconde. Avec davantage de données, les physiciens pourront étudier des événements rares et tester des théories avec une précision inédite. Par exemple, le
boson de Higgs, découvert en 2012, sera produit en quantités bien plus importantes: environ 380 millions d'unités sur la
décennie à venir, contre 55 millions jusqu'à présent. Ces données pourraient aider à résoudre les lacunes du ModÚle Standard.
Au LHC, des aimants courbent les protons sur un anneau de 27 km, construit sous la frontiĂšre franco-suisse.
Crédit: CERN
Ce n'est pas la premiĂšre fois que le LHC s'arrĂȘte pour une longue pĂ©riode. La premiĂšre interruption, en 2013, a permis de consolider les connexions entre les aimants supraconducteurs et d'augmenter l'Ă©nergie des faisceaux. La deuxiĂšme, de 2018 Ă 2022, a consistĂ© en une sĂ©rie d'amĂ©liorations et de remplacements. Aujourd'hui, Long Shutdown 3 (LS3) verra le remplacement de 1,2 kilomĂštre d'aimants et de composants. Des milliers d'ingĂ©nieurs, physiciens et techniciens sont mobilisĂ©s.
Le chantier technique est colossal. Jean-Philippe Tock, coordinateur du LS3, a indiqué que ce projet représente une entreprise logistique et d'ingénierie immense. Pendant ce temps, les chercheurs continueront d'analyser les données déjà collectées. Une fois opérationnel, le HiLumi LHC fonctionnera jusqu'aux années 2040, aprÚs quoi un nouvel accélérateur encore plus puissant pourrait le remplacer.
Les retombĂ©es scientifiques pourraient ĂȘtre considĂ©rables. Avec davantage de bosons de Higgs et d'autres particules, les physiciens pourront sonder les limites du ModĂšle Standard. Ce dernier ne parvient pas Ă expliquer la matiĂšre noire ni l'Ă©nergie sombre, qui constituent pourtant la majeure partie de l'Univers. Peut-ĂȘtre que le HiLumi LHC rĂ©vĂ©lera de nouvelles particules ou interactions capables de combler ces lacunes.
Au-delà de la recherche fondamentale, les technologies développées pour cette mise à niveau trouvent des applications dans la vie quotidienne. Des instruments issus du CERN sont déjà utilisés en imagerie médicale, dans des
capteurs ou pour la restauration d'Ćuvres d'art. Cette pĂ©riode de
fermeture est aussi une occasion d'innovation et de transfert de connaissances.