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Plan for Europe's huge new particle collider takes shape

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Le projet du nouveau collisionneur de particules européen prend forme

par Pierre Célerier

Le FCC formerait un nouveau tunnel circulaire sous la France et la Suisse.

Le laboratoire européen du CERN a révélé lundi plus de détails sur ses plans pour un nouvel accélérateur de particules géant qui éclipserait le Grand collisionneur de hadrons (LHC), intensifiant ainsi ses efforts pour découvrir les secrets sous-jacents de l'univers.

S’il est approuvé, le futur collisionneur circulaire (FCC) commencerait à briser ses premières particules vers le milieu de ce siècle et déclencherait ses collisions à plus haute énergie vers 2070.

Placé sous la responsabilité de la France et de la Suisse, il ferait plus de trois fois la longueur du LHC du CERN, actuellement l'accélérateur de particules le plus grand et le plus puissant.

L’idée derrière les deux est d’envoyer des particules tourner autour d’un anneau pour les percuter à une vitesse proche de la vitesse de la lumière, afin que les collisions révèlent leur vraie nature.

Entre autres découvertes, le LHC est entré dans l’histoire en 2012 lorsqu’il a permis aux scientifiques d’observer pour la première fois le boson de Higgs.

Mais le LHC, qui a coûté 5,6 milliards de dollars et a commencé à fonctionner en 2010, devrait avoir atteint son terme vers 2040.

Le FCC, plus rapide et plus puissant, permettrait aux scientifiques de continuer à repousser les limites. Ils espèrent que cela pourrait confirmer l’existence d’autres particules – les éléments constitutifs de la matière – qui jusqu’à présent n’ont été que théorisées.

Un autre travail inachevé pour la science consiste à déterminer exactement de quoi est constitué 95 % de l’univers. On pense qu’environ 68 % de l’univers est constitué d’énergie noire et 27 % de matière noire – les deux restent un mystère complet.

Une autre inconnue est de savoir pourquoi il y a si peu d’antimatière dans l’univers par rapport à la matière.

Le CERN espère qu'une amélioration massive de la capacité de l'humanité à briser des particules pourrait faire la lumière sur ces énigmes et bien plus encore.

"Notre objectif est d'étudier les propriétés de la matière à la plus petite échelle et à la plus haute énergie", a déclaré la directrice générale du CERN, Fabiola Gianotti, lors de la présentation d'un rapport intermédiaire à Genève.

Le rapport présente les premières conclusions d'une étude de faisabilité de la FCC qui sera finalisée d'ici 2025.

17 milliards de dollars pour la première étape

En 2028, les États membres du CERN, parmi lesquels le Royaume-Uni et Israël, décideront de mettre en œuvre ou non ce plan.

Si le feu vert était donné, la construction du collisionneur commencerait en 2033.

Le projet est divisé en parties.

En 2048, le collisionneur « électron-positon » commencerait à briser des particules lumineuses, dans le but d'étudier plus en profondeur le boson de Higgs et ce qu'on appelle la force faible, l'une des quatre forces fondamentales.

Le coût du tunnel, des infrastructures et du premier étage du collisionneur s'élèverait à environ 15 milliards de francs suisses (17 milliards de dollars), a déclaré Gianotti.

Le puissant collisionneur de hadrons, qui briserait les protons ensemble, ne serait mis en service qu’en 2070.

Son objectif énergétique serait de 100 000 milliards d’électronvolts, battant ainsi le record du LHC de 13 600 milliards.

Gianotti a déclaré que ce dernier collisionneur est la "seule machine" qui permettrait à l'humanité "de faire un grand pas en avant dans l'étude de la matière".

Après huit années d'études, la configuration choisie pour le FCC était un nouveau tunnel circulaire de 90,7 kilomètres (56,5 miles) de long et 5,5 mètres (18 pieds) de diamètre.

Le tunnel, qui serait relié au LHC, passerait sous la région de Genève et son lac homonyme en Suisse, et ferait une boucle vers le sud, près de la pittoresque ville française d'Annecy.

Huit sites techniques et scientifiques seraient construits en surface.

Le CERN a déclaré qu'il consultait les régions situées le long du tracé et prévoyait de réaliser des études d'impact sur la manière dont le tunnel affecterait la zone.

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