En Europe, comme le souligne Nature , on tente de justifier un énorme projet d'accélérateur de particules coûtant 14 milliards de francs suisses (16 milliards d'euros, 17 milliards de dollars), sous les campagnes françaises et suisses. La machine permettrait aux chercheurs d’étudier le boson de Higgs en détail. Cette machine surpasserait de nombreuses fois le Grand collisionneur de hadrons (LHC), mais étant donné qu'elle n'a pas réussi à ouvrir les portes d'une « nouvelle physique », il ne sera pas facile de convaincre les financiers de subventionner cette nouvelle entreprise.
Les détails du plan du CERN ont émergé d'un rapport à mi-parcours étudiant la faisabilité du futur collisionneur circulaire (FCC), qui servirait de pendant à son prédécesseur, le LHC de 27 kilomètres du CERN, le laboratoire européen de physique des particules près de Genève, en Suisse. .
Comment le Grand collisionneur de hadrons remanié recherchera une nouvelle physique
La première phase de l'étude, qui visait à identifier où et comment une telle machine pourrait être construite dans la région du CERN, n'a révélé "aucun obstacle technique ou scientifique" empêchant sa construction, a déclaré Eliezer Rabinovici, président du Conseil du CERN, l'organe directeur de l'organisation. corps, lors d’un point de presse le 5 février.
La construction de la machine, qui nécessitera le creusement d'un tunnel circulaire d'environ 200 mètres de profondeur, pourrait commencer dès 2033. Le tunnel de 91 kilomètres de long, qui selon le projet devrait être interrompu par quatre salles expérimentales et aurait un diamètre de près de 15 km. Le Conseil a examiné le rapport le 2 février, mais le document lui-même n'a pas été rendu public. L’étude complète sera publiée l’année prochaine et une décision sur le projet devrait être prise avant 2028.
L'ancien directeur général du CERN, Chris Llewellyn Smith, s'est dit perplexe face à la décision de ne pas publier le rapport intermédiaire, mais il estime que le CERN est sur la bonne voie, « sans aucun doute », mais cela n'est pas surprenant.
Particules en collision
La machine prévue devrait entrer en collision avec des électrons et leurs partenaires antimatière, les positrons, à partir de 2045 environ, dans le but de générer et d'étudier en détail environ un million de bosons de Higgs. De nombreux physiciens pensent que l'étude de cette particule, découverte en 2012 et interagissant comme aucune autre, représente la plus grande chance pour la physique de découvrir des fissures dans le modèle standard, un modèle réussi mais incomplet de particules et de forces. De là, nous pourrions commencer à redéfinir une nouvelle physique, ou du moins nous espérons que la « Boson Factory » ira dans cette direction.
Les physiciens ont demandé une étude sur la faisabilité du FCC en 2020 dans le cadre d'un exercice de priorisation connu sous le nom de Stratégie européenne pour la physique des particules. Fabiola Gianotti, directrice générale du CERN, a déclaré aux journalistes que la stratégie considérait la FCC comme « l'instrument scientifique le plus convaincant » parmi ceux envisagés.
Le tracé en pointillés du FCC comparé à celui du LHC, en trait plein
La construction du FCC est loin d’être acquise. Une grande partie du prix de 15 milliards de francs suisses sera couverte par le budget actuel du CERN, a ajouté Gianotti. Mais le projet nécessitera toujours des contributions financières de la part des pays européens membres à part entière du CERN et d'autres pays comme les États-Unis et le Japon. Le briefing n’a fourni aucune information sur ce que pourraient être ces coûts. «Il semblait qu'ils évitaient de donner des chiffres précis, comme les coûts et la part de participation des États non membres», explique Michael Riordan, historien de la physique basé à Eastsound, Washington.
Les autres « usines à bosons »
Pendant ce temps, d’autres projets d’« usine à Higgs » sont en préparation dans le monde entier. Le gouvernement japonais a manifesté son intérêt pour l'accueil du collisionneur linéaire international, prévu depuis longtemps, tandis que la Chine envisage une machine en anneau appelée collisionneur circulaire électron-positon. Gianotti a déclaré que la Stratégie européenne pour la physique des particules a révélé que le FCC a un potentiel physique plus grand qu'un collisionneur linéaire, car il pourrait produire des bosons de Higgs à un rythme plus élevé et parce que les mêmes tunnels pourraient être utilisés plus tard pour une machine à énergie beaucoup plus élevée qui entre en collision avec des protons.
Tout le monde dans la communauté de la physique des particules n'est pas favorable à la machine proposée par le CERN. Donatella Lucchesi, physicienne des particules à l'Université de Padoue en Italie, n'est pas d'accord avec l'accent mis par l'organisation sur le FCC. "Je ne pense pas que ce soit bon pour notre communauté, pour des raisons scientifiques ou autres." Lucchesi fait partie d'une équipe qui étudie une technologie alternative pour les futurs collisionneurs, basée sur la collision de faisceaux de muons au lieu d'électrons ou de protons.
Les physiciens des particules veulent construire le premier collisionneur de muons au monde
Gianotti a déclaré que la construction du FCC n'empêcherait pas le CERN de contribuer à un collisionneur de muons, une installation avec laquelle les scientifiques américains aimeraient pleinement expérimenter. Les muons sont beaucoup plus massifs que les électrons et permettent des collisions à haute énergie. Mais personne ne sait encore s’il est possible de construire un collisionneur de muons. "Bien sûr, nous travaillerons avec nos collègues américains s'ils veulent construire un nouveau collisionneur aux États-Unis, mais les temps sont totalement différents de ceux de la FCC", a déclaré l'expert.
Certains scientifiques affirment que le coût de construction de ces méga-collisionneurs dépasse leurs avantages, surtout lorsque la théorie ne donne aucune indication claire sur ce qui pourrait être découvert. "Il est vrai qu'à l'heure actuelle, nous n'avons pas de directives théoriques claires sur ce que nous devrions rechercher", a déclaré Gianotti, mais elle a ajouté que c'était un argument en faveur de la construction d'une nouvelle machine. « Ces outils nous permettront de faire un grand pas en avant dans la résolution du problème, tout en nous indiquant quelles sont les bonnes questions », a-t-il déclaré .
A titre de comparaison, le déjà très coûteux ITER, l'expérience européenne de fusion nucléaire, coûte 20 milliards d'euros, mais devrait ouvrir la voie à la fusion commerciale. Le tokamak sphérique expérimental qui devrait générer la fusion énergétique du Tokamak coûte environ 65 millions d'euros . Faut-il dépenser 16 milliards d'euros pour une machine qui, au risque de ne rien découvrir du tout, et qui de toute façon ferait des découvertes utiles uniquement à la physique théorique ?
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L'article Le CERN veut 16 milliards d'euros pour la nouvelle "Boson Factory", le super accélérateur vient de Economic Scenarios .
Cet article est une traduction automatique de la langue italienne d’un article publié sur le site Scenari Economici à l’URL https://scenarieconomici.it/il-cern-vuole-16-miliardi-di-euro-per-la-nuova-fabbrica-di-bosoni-il-super-acceleratore/ le Fri, 09 Feb 2024 12:20:05 +0000.