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L'ambitieux projet de construction du Futur Collisionneur Circulaire (FCC), de 100 km de circonférence et capable de fournir une énergie jusqu'à 100 TeV, commence à se préciser à Genève.
La collaboration internationale pour un FCC vient en effet de soumettre pour publication, mardi 15 janvier, son rapport préliminaire de construction (CDR). Perspectives, défis techniques, coûts et calendrier y sont notamment détaillés.
Un projet audacieux pour le CERN
Actuellement à l'arrêt pour une période de deux ans, le Large Hadron Collider (LHC) a peut-être bien trouvé son successeur. L'étude pour un Futur Collisionneur Circulaire (FCC) avait déjà débuté en 2014, lors de la précédente mise à jour de la stratégie européenne pour la physique des particules et proposait la réalisation d'étude de conception et de faisabilité pour que l'Europe soit « en mesure de proposer un ambitieux projet d'accélérateur post-LHC au CERN d'ici à la prochaine mise à jour de la stratégie ».Et justement, nous vous en parlions déjà il y a quelques mois, alors que le CERN avait annoncé se donner deux ans pour réaliser sa « grande mise à jour » de la stratégie européenne et de sa politique de recherche, notamment pour la période post-LHC, chose qui se précise un peu plus aujourd'hui avec la soumission de ce rapport préliminaire de construction. Le CDR a été réalisé par une collaboration internationale regroupant plus de 1 300 contributeurs provenant de 150 universités de par le monde sur une période de cinq ans, le tout avec le soutien de la Commission européenne.
La directrice générale du CERN, Fabiola Gianotti, a déclaré : « 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. 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 ».
100 km de circonférence pour des énergies supérieures à 100 TeV
À l'instar de la Chine - dont les ambitions en matière de science et notamment d'exploration spatiale ne sont plus à démontrer - et de son Circular Electron Positron Collider (CEPC), le FCC pourrait prendre 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 ».
© CERN
La construction d'un tel collisionneur permettrait d'ouvrir un vaste champ de perspectives pour la science en rendant, par exemple, possible des études de précision sur la manière dont une particule de Higgs interagit avec une autre particule de Higgs, en permettant de rechercher de nouvelles particules massives, ou encore de faire entrer en collision des ions lourds afin de mieux comprendre l'état de la matière dans l'Univers primordial.
Le CERN entrevoit d'abord de mettre en place un grand collisionneur électron-positron, dont le coût pourrait avoisiner les 9 milliards d'euros, dont 5 milliards consacrés uniquement à la construction du tunnel de 100 km de circonférence. Le CERN précise également que « ce collisionneur servirait la communauté de physique du monde entier pendant quinze à vingt ans. Le programme de physique pourrait commencer d'ici à 2040, au terme de l'exploitation du LHC à haute luminosité ».
Le laboratoire européen pour la physique des particules ajoute : « 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 ».
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