La stratégie européenne pour la physique des particules est mise à jour

Publié par Adrien le 22/06/2020 à 09:00
Source: CERN
Après pratiquement deux ans de discussions et de délibérations, le Conseil du CERN a annoncé qu'il a mis à jour la stratégie qui guidera l'avenir de la physique des particules en Europe dans le contexte mondial de la discipline. Présentées lors de la réunion (La Réunion est une île française du sud-ouest de l'océan Indien située dans l'archipel des Mascareignes à environ 700 kilomètres à l'est de Madagascar et à 170...) du Conseil en formation publique, tenue sous forme de visioconférence en raison de la pandémie (Une pandémie (du grec ancien πᾶν / pãn (tous) et δῆμος / dễmos (peuple)) est une épidémie touchant une part exceptionnellement...) actuelle de COVID-19, les recommandations énoncées mettent en évidence l'impact scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) de la physique des particules (La physique des particules est la branche de la physique qui étudie les constituants élémentaires de la matière et les rayonnements, ainsi que leurs interactions. On l'appelle aussi parfois...), ainsi que son capital technologique, sociétal et humain.


(Image: CERN)

Grâce à des énergies toujours plus grandes qui lui permette d'explorer des échelles de distance toujours plus petites, la communauté de la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique...) des particules a réalisé des découvertes qui ont profondément changé notre connaissance scientifique du monde (Le mot monde peut désigner :) qui nous entoure. Néanmoins, nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) des mystères concernant l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.), comme la nature de la matière noire (En astrophysique, la matière noire (ou matière sombre), traduction de l’anglais dark matter, désigne la matière apparemment...) et la prédominance de la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La matière occupe de l'espace et...) sur l'antimatière (L'antimatière est l'ensemble des antiparticules des particules composant la matière classique — celle dont est faite la Terre. Le préfixe « anti- » signifie que l'antimatière est...), restent à élucider. La mise à jour (Une mise à jour, souvent abrégé en MAJ ou MàJ, est l'action qui consiste à mettre « à jour », ou bien « à...) 2020 de la stratégie (La stratégie - du grec stratos qui signifie « armée » et ageîn qui signifie « conduire » - est :) européenne pour la physique des particules propose une perspective à court et à long termes de la discipline, maintenant l'Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme l’extrémité occidentale du continent...) à l'avant-garde des recherches sur les questions en suspens de la physique des particules, ainsi que des innovations technologiques développées dans le domaine.

Les priorités scientifiques les plus élevées définies dans cette mise à jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par...) sont l'étude du boson de Higgs (Le boson de Higgs est une particule élémentaire dont l'existence a été proposée en 1964 par Gerry Guralnik, C.R. Hagen, et Tom Kibble; Robert Brout et François Englert (et nommé...) - particule unique en son genre qui soulève des questions profondes sur les lois fondamentales de la nature - et l'exploration (L'exploration est le fait de chercher avec l'intention de découvrir quelque chose d'inconnu.) de la physique à la frontière (Une frontière est une ligne imaginaire séparant deux territoires, en particulier deux États souverains. Le rôle que joue une frontière peut fortement varier...) des hautes énergies. Il s'agit là de deux voies cruciales et complémentaires pour tenter d'élucider les questions encore irrésolues de la physique des particules.

"La stratégie est avant tout guidée par la science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir...) et présente ainsi les priorités scientifiques de la discipline, a déclaré Ursula Bassler, présidente du Conseil du CERN. Le Groupe sur la stratégie européenne (ESG) - organe spécialement mis en place par le Conseil - a conduit avec succès une réflexion stratégique à laquelle ont contribué plusieurs centaines de scientifiques européens." La vision scientifique présentée dans la stratégie doit servir de guide au CERN et faciliter la définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la division entre les définitions réelles et les définitions nominales.) d'une politique scientifique cohérente à l'échelle européenne.

Mener à bien, au cours de la décennie (Une décennie est égale à dix ans. Le terme dérive des mots latins de decem « dix » et annus « année.) à venir, la transformation du LHC en machine de haute luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit la lumière.), dont les travaux sont en cours au CERN, devrait rester l'axe central de la physique des particules en Europe. La stratégie souligne l'importance d'intensifier les activités de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique...) et développement (R&D) sur des technologies d'accélérateur, de détecteur (Un détecteur est un dispositif technique (instrument, substance, matière) qui change d'état en présence de l'élément ou de la situation pour lequel il a été...) et informatiques de pointe, en tant que condition préalable à tout futur projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration...). Pour mener à bien le programme de recherche à court et long termes envisagé dans cette stratégie mise à jour, il est nécessaire de réaliser des activités de R&D ciblée et propice à des changements en profondeur, présentant également de nombreux bénéfices potentiels pour la société.

Le document (Dans son acception courante un document est généralement défini comme le support physique d'une information.) souligne également la nécessité de réaliser un collisionneur (Un collisionneur est un type d'accélérateur de particules mettant en jeu des faisceaux dirigés de particules élémentaires.) électron-positon fonctionnant comme "usine à Higgs" en tant qu'installation prioritaire après le Grand collisionneur de hadrons (LHC). Découvert en 2012 au CERN par des scientifiques travaillant sur le LHC, le boson (Les bosons représentent une classe de particules qui possèdent des propriétés de symétrie particulières lors de...) de Higgs promet d'être un outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son efficacité naturelle dans l'action. Cette augmentation se traduit par la simplification des actions entreprises, par une plus grande...) puissant pour rechercher une physique au-delà du Modèle standard. Le collisionneur électron-positon produirait une grande quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre...) de bosons de Higgs dans un environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec...) très limpide, amènerait des progrès considérables dans la cartographie (La cartographie désigne la réalisation et l'étude des cartes géographiques. Le principe majeur de la cartographie est la représentation de données sur...) des diverses interactions du boson de Higgs avec d'autres particules et constituerait une part essentielle d'un riche programme de recherche, permettant des mesures d'une extrême précision. L'exploitation au CERN de ce futur collisionneur pourrait commencer dans un délai (Un délai est d'après le Wiktionnaire, « un temps accordé pour faire une chose, ou à l’expiration duquel on sera tenu de faire une...) inférieur à dix ans, après la pleine exploitation du LHC à haute luminosité, qui devrait cesser de fonctionner en 2038.

Grâce à l'exploration d'énergies nettement plus élevées que celles du LHC, de nouvelles découvertes pourront être faites, et des mystères qui demeurent aujourd'hui, comme celui de la nature de la matière noire, pourraient potentiellement être élucidés. La communauté de la physique des particules étant prête à franchir la prochaine étape qui la conduira à des énergies encore plus élevées et à des échelles encore plus petites, la stratégie énonce une autre recommandation (Les industries ne fonctionnent pas correctement sans normes garantissant l'interopérabilité, des organismes crées pour, promulguent des recommandations, qui si elles sont suivies...) importante, selon laquelle l'Europe, en collaboration avec la communauté mondiale, devrait entreprendre une étude de faisabilité technique et financière d'un collisionneur de hadrons de prochaine génération à la plus haute énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) atteignable, dans une perspective à plus long terme.

Il est en outre recommandé que l'Europe continue de soutenir des projets de recherche sur les neutrinos au Japon et aux États-Unis. La coopération avec les disciplines voisines, telles que la physique des astroparticules et la physique nucléaire (La physique nucléaire est la description et l'étude du principal constituant de l'atome : le noyau atomique. On peut distinguer :), est également importante, de même que la poursuite de la collaboration avec les pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas gallo-romaine. Comme la civitas qui subsiste le...) non européens.

"Il s'agit d'une stratégie très ambitieuse, qui esquisse un avenir brillant pour l'Europe et le CERN selon une approche prudente et progressive. Nous continuerons à investir dans de vigoureux programmes de coopération entre le CERN et d'autres instituts de recherche situés dans les États membres et au-delà, a déclaré la Directrice générale du CERN, Fabiola Gianotti. Ces collaborations sont essentielles à la réalisation de progrès scientifiques et technologiques durables, et génèrent de nombreuses retombées positives pour la société."

"La prochaine étape sera évidemment d'étudier la faisabilité des recommandations prioritaires, tout en continuant de mener à bien un programme diversifié de projets susceptibles d'avoir de fortes retombées, a expliqué la Présidente du Groupe sur la stratégie européenne, Halina Abramowicz. L'Europe doit rester disposée à participer à d'autres projets phares qui seront bénéfiques à la discipline dans son ensemble, tels que le projet de Collisionneur linéaire international."

Au-delà d'un retour scientifique immédiat, les grandes infrastructures de recherche comme le CERN ont un large impact sur la société grâce à leur capital technologique, économique et humain. Les avancées réalisées en matière d'accélérateurs, de détecteurs et d'informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine d'activité scientifique, technique et industriel en rapport avec le traitement...) ont en effet des répercussions importantes dans des domaines tels que les technologies médicales et biomédicales, les applications aérospatiales, le patrimoine culturel, l'intelligence artificielle (L'intelligence artificielle ou informatique cognitive est la « recherche de moyens susceptibles de doter les systèmes informatiques de capacités intellectuelles...), l'énergie, les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) massives et la robotique. Les partenariats noués avec de grandes infrastructures de recherche contribuent à stimuler l'innovation dans l'industrie. Du point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) du capital humain, la formation de scientifiques, d'ingénieurs, de techniciens et de professionnels en début de carrière permet de constituer un vivier de talents pour l'industrie et d'autres secteurs.

La stratégie met également l'accent sur deux autres aspects essentiels: l'environnement et l'importance de la science ouverte. "L'impact environnemental des activités de physique des particules devra continuer d'être étudié de près, et d'être limité autant que possible. Un plan détaillé visant à limiter le plus possible l'impact environnemental et à économiser et réutiliser l'énergie devra faire partie du processus d'approbation de tout projet important", indique l'une des prises de position de la stratégie. Les technologies mises au point en physique des particules dans le but de limiter le plus possible l'impact environnemental des futures installations peuvent également trouver des applications plus générales dans le domaine de la protection de l'environnement.

La mise à jour de la stratégie européenne pour la physique des particules annoncée aujourd'hui a été lancée en septembre 2018, lorsque le Conseil du CERN, composé de représentants des États membres et des États membres associés, a mis sur pied le Groupe sur la stratégie européenne (ESG), chargé de coordonner le processus. Le Groupe sur la stratégie européenne a travaillé en étroite consultation avec la communauté scientifique. Près de deux cents contributions ont été examinées durant le Symposium public de Grenade en mai 2019, et compilées dans le Cahier d'information sur la physique, résumé scientifique des contributions de la communauté, établi par le Groupe préparatoire sur la physique. Le Groupe sur la stratégie européenne est parvenu à une convergence (Le terme de convergence est utilisé dans de nombreux domaines :) sur les recommandations finales à formuler lors d'une session de rédaction qui s'est déroulée sur une semaine en janvier 2020, en Allemagne. Les résultats de ce travail, présentés au Conseil du CERN en mars, devaient initialement être annoncés le 25 mai à Budapest, mais cette annonce a dû être reportée en raison de la pandémie de COVID-19. Ces résultats ont maintenant été rendus publics.

Pour plus d'informations, consultez les documents de la mise à jour de la stratégie européenne pour la physique des particules:
- Mise à jour 2020 de la stratégie européenne pour la physique des particules - Document explicatif relatif à la mise à jour 2020 de la stratégie européenne pour la physique des particules
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