[News] L'après LHC: un gigantesque collisionneur de 100 km à l'étude

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Adrien
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[News] L'après LHC: un gigantesque collisionneur de 100 km à l'étude

Message par Adrien » 20/01/2019 - 8:00:12

La collaboration pour un futur collisionneur circulaire (FCC) a soumis pour publication son rapport préliminaire de conception (CDR), divisé en quatre volumes et présentant les différentes options possibles pour un futur grand collisionneur circulaire. Le rapport expose les remarquables perspectives pour la physique offertes par des machines d’une énergie et d’une intensité jamais atteintes jusqu'ici, et détaille les défis techniques, les coûts et les calendriers de réalisation d’un tel projet.

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Proposition d'emplacement du futur collisioneur circulaire (FCC) (Image: CERN)
Au cours des deux prochaines années, la communauté de la physique des particules mettra à jour la stratégie européenne pour la physique des particules, définissant les orientations de la discipline pour la période qui succédera à celle du Grand collisionneur de hadrons (LHC). La feuille de route doit, en particulier, mener à des choix cruciaux en matière de recherche et de développement dans les prochaines années, en vue, à terme, de construire l'accélérateur de particules qui succédera au LHC et qui sera en mesure d'élargir considérablement notre connaissance de la matière et de l'Univers. Le rapport préliminaire de conception contribue à la définition de la stratégie européenne. La possibilité d'un futur collisionneur circulaire sera examinée au cours du processus de mise à jour de la stratégie, conjointement avec l'autre option de collisionneur post-LHC au CERN, à savoir le collisionneur linéaire CLIC.

L’étude FCC, lancée en 2014, fait directement suite à la précédente mise à jour de la stratégie européenne, approuvée en mai 2013, qui recommandait la réalisation d'études de conception et de faisabilité afin que l’Europe puisse « être en mesure de proposer un ambitieux projet d’accélérateur post-LHC au CERN d’ici à la prochaine mise à jour de la stratégie ». Le Futur collisionneur circulaire réaliserait des collisions électron-positon, proton-proton et ion-ion à des énergies et des intensités sans précédent, avec la possibilité de collisions électron-proton et électron-ion.

« Le rapport préliminaire de conception du FCC est le résultat d’un travail remarquable. Il montre l'énorme potentiel du FCC pour améliorer notre connaissance de la physique fondamentale et pour faire progresser de nombreuses technologies ayant un large impact sur notre société, déclare Fabiola Gianotti, directrice générale du CERN. Le FCC, qui suppose de formidables nouveaux défis, tirerait grandement avantage des compétences, du complexe d'accélérateurs et des infrastructures du CERN, qui ont été développés durant plus d'un demi-siècle. »

La découverte du boson de Higgs au LHC a ouvert une nouvelle voie à la recherche, dans la mesure où cette particule pourrait représenter une passerelle vers une nouvelle physique. La réalisation d'études détaillées de ses propriétés est par conséquent une priorité pour tout futur accélérateur destiné à la physique des hautes énergies. Or les différentes options envisagées par l'étude FCC offrent des possibilités exceptionnelles à cet égard. Par ailleurs, pour répondre à des questions telles que la nature de la matière noire ou la prépondérance de la matière sur l'antimatière, une physique au-delà du Modèle standard nous est nécessaire. Dans cette quête d’une nouvelle physique, essentielle pour notre compréhension de l’Univers, l’énorme potentiel de découverte que représente un futur collisionneur circulaire jouera un rôle crucial.

L'étude de conception du FCC a été un travail considérable, que seule une vaste collaboration internationale a permis de réaliser. Sur cinq années, et avec le vigoureux soutien de la Commission européenne dans le cadre du programme Horizon 2020, la collaboration FCC a mobilisé plus de 1 300 contributeurs de 150 universités, instituts de recherche et partenaires industriels, qui ont participé activement aux travaux de conception et de recherche et développement de nouvelles technologies afin de préparer le déploiement durable et l'exploitation efficace d'un possible futur collisionneur circulaire.


(Video: CERN)
« L'objectif ultime de l’étude FCC est de proposer un accélérateur de protons supraconducteur prenant la forme d'un anneau de 100 km de circonférence et capable de fournir une énergie allant jusqu'à 100 TeV, soit une puissance environ dix fois supérieure à celle du LHC, explique Frédérick Bordry, directeur des accélérateurs et de la technologie au CERN. Le calendrier envisagé pour le FCC prévoit de commencer avec une machine électron-positon - de même que le LEP avait précédé le LHC. Ce projet permettrait de mener un programme riche, qui mobiliserait la communauté de la physique des particules durant tout le XXIe siècle. »

Le collisionneur de protons FCC, qui serait constitué d’aimants supraconducteurs à champ élevé de nouvelle génération, offrirait une vaste gamme de nouvelles possibilités en matière de physique. Atteindre des énergies de 100 TeV, voire plus élevées, rendrait possibles des études de précision sur la manière dont une particule de Higgs interagit avec une autre particule de Higgs, ainsi qu’une exploration approfondie du rôle de la brisure de symétrie électrofaible dans l'histoire de notre Univers. Cela nous permettrait également d'accéder à des échelles d'énergie sans précédent et d'y chercher de nouvelles particules massives, ce qui ouvrirait de multiples perspectives pour de grandes découvertes. De plus, cette machine pourrait aussi faire entrer en collision des ions lourds ; avec un riche programme en physique des ions lourds, nous pourrions étudier l'état où se trouvait la matière dans l'Univers primordial.

« Les collisionneurs de protons ont été, pour des générations de scientifiques, un outil de prédilection pour l’exploration d’une nouvelle physique aux échelles les plus petites. Une grande machine à protons représenterait un bond en avant dans cette démarche, et il permettrait d’étendre de façon décisive le programme de physique au-delà des résultats produits par le LHC et par un éventuel collisionneur électron-positon », estime Eckhard Elsen, directeur de la recherche et de l’informatique au CERN.

Une machine électron-positon d'une énergie de 90 à 365 GeV et présentant une luminosité élevée pourrait constituer une première étape. Un tel collisionneur serait une « usine à Higgs » très puissante, ce qui rendrait possible la détection de processus rares ou nouveaux, et la mesure de particules connues à des niveaux de précision sans précédent. Avec ces mesures précises, nous disposerions d’une grande sensibilité pour détecter de possibles écarts minuscules par rapport aux prévisions du Modèle standard, ce qui constituerait un signe d'une nouvelle physique.

Le coût d'un grand collisionneur circulaire électron-positon serait de l'ordre de 9 milliards d'euros, dont 5 milliards d'euros qui seraient consacrés aux travaux de génie civil nécessaires à l'excavation d'un tunnel de 100 km. Ce collisionneur servirait la communauté de physique du monde entier pendant 15 à 20 ans. Le programme de physique pourrait commencer d'ici à 2040, au terme de l'exploitation du LHC à haute luminosité. Le coût estimé pour une machine supraconductrice qui occuperait ensuite le même tunnel et ferait entrer en collision des protons serait d'environ 15 milliards d'euros. Cette machine pourrait commencer à fonctionner à la fin des années 2050.

Les instruments complexes nécessaires à la physique des particules inspirent de nouveaux concepts, des innovations et des technologies d'avant-garde, qui profitent à d'autres disciplines de recherche et peuvent déboucher sur de nombreuses applications, lesquelles ont un impact considérable sur l'économie de la connaissance et la société. Un futur collisionneur circulaire offrirait à l'industrie des perspectives extraordinaires, en aidant à repousser encore plus loin les frontières de la technologie. Il ouvrirait également des perspectives de formation exceptionnelles pour une nouvelle génération de scientifiques et d'ingénieurs.

Source: CERN

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cisou9
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Re: [News] L'après LHC: un gigantesque collisionneur de 100 km à l'étude

Message par cisou9 » 20/01/2019 - 18:50:51

_____ :_salut:
Un monstre !!
Image d'après Google.
Image
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kace
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Re: [News] L'après LHC: un gigantesque collisionneur de 100 km à l'étude

Message par kace » 21/01/2019 - 14:46:31

Aille, c'est bien la première fois que je me dis que je ne serai probablement plus là pour voir les résultats de l'expérience, snif : -(.
En effet, ce collisionneur de protons "pourrait commencer à fonctionner à la fin des années 2050" : dans 40 ans et si tout ce passe bien, je serais largement octogénaire ...


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Re: [News] L'après LHC: un gigantesque collisionneur de 100 km à l'étude

Message par cisou9 » 21/01/2019 - 17:53:44

___________ :_salut:
kace a écrit :
21/01/2019 - 14:46:31
Aille, c'est bien la première fois que je me dis que je ne serai probablement plus là pour voir les résultats de l'expérience, snif : -(.
En effet, ce collisionneur de protons "pourrait commencer à fonctionner à la fin des années 2050" : dans 40 ans et si tout ce passe bien, je serais largement octogénaire ...
Idem pour moi qui ai actuellement 81 ans !!!! ________ :lol: _______
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Re: [News] L'après LHC: un gigantesque collisionneur de 100 km à l'étude

Message par Victor » 21/01/2019 - 21:25:15

Il y a tout de même un truc que je me pose comme question
c'est comment ça va se passer du point de vue géologique, les perçages et sur la cohérences des faisceaux,
Là je vois le LHC qui parait tout petit sur la photo et le nouveau Bidule et tous les reliefs montagneux
En ce qui concerne la recherche en sciences, Je dirais : Cherche encore !

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Re: [News] L'après LHC: un gigantesque collisionneur de 100 km à l'étude

Message par cisou9 » 22/01/2019 - 10:27:50

____________ :_salut:
Victor a écrit :
21/01/2019 - 21:25:15
Il y a tout de même un truc que je me pose comme question
c'est comment ça va se passer du point de vue géologique, les perçages et sur la cohérences des faisceaux,
Là je vois le LHC qui parait tout petit sur la photo et le nouveau Bidule et tous les reliefs montagneux
Le LHC 27 Km de circonférence.
Le prochain 100 Km. Rien ne change par rapport au précédent sauf qu'il est presque 4 fois plus grand.
Le seul problème géologique est que la variété des terrains rencontrés sera plus grande avec le risque de rencontrer des poches d'eau, mais cela a déjà été le cas avec le LHC. _________ :jap: _______
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Re: [News] L'après LHC: un gigantesque collisionneur de 100 km à l'étude

Message par cisou9 » 22/01/2019 - 10:36:02

Il semble que le linéaire de 31 Km serait au Japon; est-ce bien raisonnable avec la sismicité du japon ?? ___ :_grat2: ___
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Re: [News] L'après LHC: un gigantesque collisionneur de 100 km à l'étude

Message par Mizar 17 » 22/01/2019 - 18:08:09

Quelle impérieuse nécéssité fait que le tracé passe dans le lac léman.? :grat:
Quelle incidence sur le coût par rapport à un tracé " terrestre "? :grat2:
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Re: [News] L'après LHC: un gigantesque collisionneur de 100 km à l'étude

Message par Victor » 22/01/2019 - 18:31:26

La bonne idée ça serait une construction dans un lieux plat et désertique
Oui ça existe un peu partout, il reste à savoir comment gérer ça politiquement
En ce qui concerne la recherche en sciences, Je dirais : Cherche encore !

Gian
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Re: [News] L'après LHC: un gigantesque collisionneur de 100 km à l'étude

Message par Gian » 23/01/2019 - 7:37:34

Il semble que le linéaire de 31 Km serait au Japon; est-ce bien raisonnable avec la sismicité du japon ?? ___ :_grat2: ___
Salut Cisou9
C'est justement pour le côté "raisonnable" qu'ils ont choisi un accélérateur linéaire plutôt que de développer un Virgo ou un Ligo :D

passant
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Re: [News] L'après LHC: un gigantesque collisionneur de 100 km à l'étude

Message par passant » 19/02/2019 - 9:20:17

Adrien a écrit :
20/01/2019 - 8:00:12



(Video: CERN)
Cela nous permettrait également d'accéder à des échelles d'énergie sans précédent et d'y chercher de nouvelles particules massives,
Plus on cherche dans le plus petit plus il faut des outils de plus en plus grands. Alors question. Quelle pourrait être notre limite à nous humains dans la réalisation du "Plus grand?"
bonjour

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