L'accélérateur de particules proposé par le CERN, d'un coût de 17 milliards de dollars, permettrait de rechercher de nouvelles particules et forces physiques, et de décoder la matière noire et l'énergie.
Taille du FCC comparée à celle du LHC. Photo : CERN
Des chercheurs du CERN (Organisation européenne pour la recherche nucléaire) ont proposé la construction d'un nouvel accélérateur de particules plus grand. D'un coût de 17 milliards de dollars, le futur collisionneur circulaire (FCC) mesurerait 91 kilomètres de long, éclipsant son prédécesseur, le Grand collisionneur de hadrons (LHC) de 27 kilomètres, situé au CERN, près de Genève, a rapporté Live Science le 10 février.
Les physiciens souhaitent exploiter la taille et la puissance accrues du FCC pour explorer les limites du Modèle standard de la physique des particules, la meilleure théorie actuelle pour comprendre le fonctionnement des plus petites parties de l'univers. En faisant entrer en collision des particules à des énergies plus élevées (100 téraélectronvolts contre 14 au LHC), l'équipe espère découvrir des particules et des forces jusqu'alors inconnues, comprendre pourquoi la matière est plus lourde que l'antimatière et sonder la nature de la matière et de l'énergie noire, deux entités invisibles qui constitueraient 95 % de l'univers.
« Le FCC ne sera pas seulement une installation fantastique pour améliorer notre compréhension des lois fondamentales de la physique et de la nature », a déclaré Fabiola Gianotti, directrice générale du CERN. « Il sera également un moteur d'innovation, car nous aurons besoin de technologies plus avancées, de la cryogénie aux aimants supraconducteurs, en passant par la technologie du vide, les détecteurs et l'instrumentation, autant de technologies susceptibles d'avoir un impact considérable sur la société et d'apporter de nombreux avantages socio-économiques . »
Les accélérateurs de particules comme le LHC fracassent des protons à une vitesse proche de celle de la lumière, à la recherche de produits de désintégration rares susceptibles de révéler l'existence de nouvelles particules ou forces. Cela permet aux physiciens de tester leur compréhension des éléments constitutifs les plus fondamentaux de l'univers et de leurs interactions, telles que décrites par le Modèle standard de la physique.
Bien que le Modèle standard ait permis aux scientifiques de faire de nombreuses prédictions remarquables, comme l'existence du boson de Higgs, découvert par le LHC en 2012, les physiciens ne sont toujours pas satisfaits et recherchent constamment de nouveaux modèles physiques capables de le surpasser. Bien qu'il soit le modèle le plus complet disponible, il présente encore des lacunes majeures, qui l'empêchent d'expliquer pleinement l'origine de la gravité, la composition de la matière noire ou la raison pour laquelle l'univers contient plus de matière que d'antimatière.
Pour résoudre ces problèmes, les physiciens du CERN utiliseront des énergies de faisceau sept fois supérieures à celles du FCC pour accélérer les particules à des vitesses plus élevées. Bien qu'il s'agisse d'une avancée prometteuse, le détecteur n'a pas encore été construit. La proposition du CERN fait partie d'une étude de faisabilité préliminaire, qui devrait être achevée l'année prochaine.
Une fois le projet terminé et si les plans pour le détecteur avancent, le CERN, qui est géré par 18 États membres de l'Union européenne ainsi que par la Suisse, la Norvège, la Serbie, Israël et la Grande-Bretagne, cherchera des financements supplémentaires pour le projet auprès d'autres pays.
Les États membres se réuniront en 2028 pour décider d'approuver ou non le projet. Ensuite, la première phase de la machine, qui consiste à écraser des électrons avec leurs antiparticules, les positons, sera opérationnelle en 2045. Enfin, dans les années 2070, le FCC commencera à faire entrer en collision des protons.
An Khang (selon Live Science )
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