LHC le plus puissant collisionneur de protons du monde - 27 avril 2006 - 08:20

Sciences - Le LHC, collisionneur proton-proton le plus puissant du monde, est actuellement en construction dans le tunnel du Cern à Genève. Le LHC, collisionneur proton-proton le plus puissant du monde, est actuellement en construction dans le tunnel du Cern à Genève. A quelques semaines de l'installation définitive de deux des grands détecteurs du futur LHC, point sur les enjeux de ce projet et sur le rôle du CEA et du CNRS dans cette nouvelle réalisation du Cern.

Etat fondateur du Cern, la France contribue à toutes les grandes collaborations internationales de l'Organisation depuis sa création en 1954. La participation française est constituée exclusivement de laboratoires et équipes du CNRS (Institut national de physique nucléaire et de physique des particules IN2P3) et du CEA (Laboratoire de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers Dapnia).

Forts de leurs compétences en physique théorique, physique expérimentale et instrumentation, les chercheurs, enseignants-chercheurs, ingénieurs et techniciens du CEA et du CNRS participent à la conception des expériences, à la fabrication des accélérateurs et des instruments sous tous leurs aspects (mécanique, électronique, informatique), à la réalisation des expériences et à l'acquisition et l'interprétation des données.

LHC le plus puissant collisionneur de protons du monde

Le LHC est le collisionneur proton-proton le plus puissant du monde. Sa construction doit s'achever en 2007. Là encore, la France est très impliquée dans le projet, au niveau aussi bien de l'accélérateur que des quatre expériences, Atlas, CMS, LHCb et Alice, qui exploiteront l'énorme potentiel de physique du collisionneur. Ce projet constitue une priorité de l'IN2P3 et du Dapnia qui y consacrent une part importante de leurs moyens : 210 physiciens et 230 ingénieurs et techniciens des deux organismes y participent actuellement.

Le potentiel de découverte de l'accélérateur et les enjeux pour la physique moderne sont immenses : recherche du boson de Higgs, clé de voûte du Modèle Standard, recherche d'une physique au-delà du Modèle Standard, étude approfondie du phénomène de violation de CP et mise en évidence d'un nouvel état de la matière (le plasma « quark-gluon »).

Le "modèle standard" est le cadre théorique de la physique des particules. Elaboré dans les années 1970, il rassemble toutes les connaissances théoriques, expérimentalement confirmées depuis, sur les constituants élémentaires de la matière et sur leurs interactions, à l'exception de l'interaction gravitationnelle.

Le LHC est le résultat d'une organisation européenne pour la recherche nucléaire, le Cern comprend 20 Etats membres européens : Allemagne, Autriche, Belgique, Bulgarie, Danemark, Espagne, Finlande, France, Grèce, Hongrie, Italie, Norvège, Pays-Bas, Pologne, Portugal, République slovaque, République tchèque, Royaume-Uni, Suède et Suisse. Les pays membres contribuent au capital et aux frais d'exploitation des programmes du Cern, et sont représentés au Conseil, responsable de toutes les décisions importantes concernant l'Organisation et ses activités.

Les objectifs du Cern à court terme : 2004-2010 : L'achèvement du LHC en 2007, incluant l'accélérateur, les expériences et les logiciels d'exploitation, est la priorité absolue du Cern. Le Cern définit de nouvelles expériences sur cible fixe, sur des sujets comme la violation de la

symétrie CP, la structure du proton… qui pourront fonctionner en parallèle avec le LHC. Le Cern effectue des études prospectives sur les accélérateurs : il étudie les solutions pour une augmentation de la luminosité du LHC dans les années 2012-2015 (étude d'un nouvel accélérateur source pour le LHC, adaptation des détecteurs à l'augmentation de la luminosité du LHC…) ; Tout comme l'ensemble de la communauté internationale, il participe activement au projet mondial de collisionneur linéaire électron-positon d'une énergie de 500 GeV à 1TeV : l'ILC (International Linear Collider). À plus longue échéance, il étudie la faisabilité d'un collisionneur linéaire révolutionnaire électron-positon de plus haute énergie (plusieurs TeV) : le Clic ; il est aussi impliqué dans plusieurs programmes européens d'accélération d'ions lourds pour la physique nucléaire, dont Eurisol (source d'ions lourds radioactifs). Outre son intérêt pour la physique nucléaire, Eurisol peut être envisagé comme source pour un faisceau intense de neutrinos.

Les programmes envisagés à plus long terme : Plusieurs réflexions sont menées pour permettre au Cern de prendre des décisions sur les objectifs scientifiques vers 2009-2010. Le collisionneur linéaire électron-positon. La stratégie du Cern dépendra du degré d'avancement de la R&D sur Clic mais rien n'exclut que le Cern puisse accueillir le projet international ILC. Si ce projet est construit ailleurs dans le monde, le Cern peut alors décider de concentrer ses efforts sur Clic ou d'être un partenaire majeur de la machine mondiale ILC.

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