Trois fois plus grand que l’actuel accélérateur de particules du CERN : ce nouveau monstre scientifique promet des percées inédites sur les mystères de la matière

Le monde de la physique des particules est en pleine effervescence avec le projet ambitieux du Future Circular Collider (FCC), destiné à succéder au célèbre Grand collisionneur de hadrons (LHC) du CERN dans les années 2040. Ce nouvel accélérateur, avec ses 91 km de circonférence, promet d’ouvrir de nouvelles perspectives en matière de recherche fondamentale. Depuis la découverte marquante du boson de Higgs par le LHC, le CERN ne cesse de repousser les frontières de la science. Le FCC, avec ses deux étapes distinctes, vise à explorer des territoires inexplorés de la physique et à répondre à des questions fondamentales sur l’univers.

Les accomplissements du LHC

Le Large Hadron Collider, fruit d’une collaboration internationale réunissant plus de 100 pays, a vu le jour après dix années de construction, de 1998 à 2008. Situé à 175 mètres sous la frontière franco-suisse près de Genève, cet anneau de 27 km a été conçu pour sonder les mystères de la physique des particules. La découverte du boson de Higgs en 2012 a marqué l’un des succès les plus retentissants du LHC, confirmant une pièce maîtresse du modèle standard de la physique des particules.

Principalement utilisé comme collisionneur proton-proton, le LHC accélère deux faisceaux de protons à haute énergie en sens opposé, provoquant des collisions à quatre points de l’anneau où se déroulent les principales expériences. Depuis 2012, le LHC a bénéficié de multiples améliorations, lui permettant d’atteindre des énergies de collision dépassant les 13 TeV. En dépit de ces avancées, le LHC devrait conclure sa mission dans les années 2040, ouvrant la voie à un nouvel instrument de pointe : le FCC.

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Le FCC : Un aperçu

Le Future Circular Collider, avec son tunnel de 56,5 miles (91 km), est prévu pour être enfoui à 200 mètres sous la région suisse-française. Sa conception se déroulera en deux étapes majeures. La première, le FCC-ee, sera un collisionneur électron-positron axé sur des mesures de précision susceptibles de révéler des écarts subtils par rapport au modèle standard. Cette phase devrait durer environ 15 ans.

La seconde étape, le FCC-hh, se concentrera sur des collisions proton-proton à des énergies pouvant atteindre 100 TeV, soit près de huit fois celles du LHC. Ces énergies plus élevées offriront la possibilité de découvrir des particules plus lourdes et d’étudier les composants de la matière noire. Prévue pour durer environ 25 ans, cette phase pourrait révolutionner notre compréhension des énergies et des phénomènes jusque-là inaccessibles. La construction du FCC devrait débuter dans les années 2030, après validation par les États membres du CERN et ses partenaires internationaux.

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Stimuler l’innovation

Le rapport d’étude de faisabilité du FCC confirme sa viabilité technique et financière. On estime le coût de construction de la phase FCC-ee à environ 15 milliards de francs suisses (ou 17 milliards de dollars), répartis sur 12 ans à partir du début des années 2030. Outre son impact sur la physique fondamentale, le FCC est prévu pour générer un impact économique positif, créant plus de 800 000 années-personnes d’emploi. Cela signifie que le projet générera l’équivalent de 800 000 personnes travaillant pendant un an.

En plus de ses contributions à la recherche fondamentale, le FCC pourrait également stimuler des avancées technologiques dans d’autres secteurs tels que la médecine et l’énergie. Il est donc envisageable que le FCC devienne un pilier de la recherche multidisciplinaire au cours du XXIe siècle.

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L’avenir de la recherche fondamentale

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Le Future Circular Collider représente une étape cruciale pour l’avenir de la recherche en physique des particules. Avec la fin programmée du LHC, le FCC incarne l’ambition de la communauté scientifique de repousser les limites de notre compréhension de l’univers. En mettant en œuvre des technologies avancées et en explorant des phénomènes au-delà des capacités actuelles, le FCC pourrait bien être à l’origine de découvertes qui changeront notre perception de la réalité.

En outre, l’impact potentiel du FCC ne se limite pas à la physique des particules. Il est attendu que les innovations technologiques développées au cours du projet bénéficient à d’autres domaines scientifiques et industriels, renforçant la position du CERN comme leader mondial en science et technologie. Quel sera le prochain grand saut que le FCC permettra à la science de franchir ?

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