C'est la fin d'une époque pour les physiciens des particules : ils viennent de dire au revoir au célèbre Grand collisionneur de hadrons – du moins sous sa forme actuelle.
Le LHC, le collisionneur de particules du laboratoire européen de physique des particules du CERN près de Genève, a été arrêté le 29 juin pour préparer la machine de nouvelle génération. Le LHC à haute luminosité devrait démarrer en 2030.
Depuis 2010, le LHC accélère des protons à haute énergie et les écrase les uns contre les autres dans son anneau souterrain de 27 kilomètres de diamètre, à cheval sur la France et la Suisse. Sa réalisation la plus notable est de permettre la découverte du boson de Higgs, une particule subatomique qui explique les origines de la masse. Cette percée a été annoncée par les expériences ATLAS et CMS, situées au collisionneur, en 2012.
Le prochain HL-LHC présentera une augmentation spectaculaire du taux de collision par rapport au LHC. C'est grâce à l'augmentation de la luminosité du collisionneur, une mesure de la densité des protons dans ses faisceaux. Le HL-LHC aura une luminosité jusqu'à 10 fois supérieure à celle de son prédécesseur.
Cette mise à niveau n’est pas un petit lifting : 1,2 kilomètre de composants d’accélérateur du LHC devront être retirés et remplacés, entre autres améliorations. Parallèlement, pour faire face au taux plus élevé d'écrasement de particules, les détecteurs qui mesurent les résultats des collisions du LHC feront également l'objet d'une refonte majeure.
Avec le HL-LHC, les chercheurs espèrent compiler des données sur 380 millions de bosons de Higgs. Cela pourrait aider les scientifiques à rechercher de nouveaux effets qui entrent en conflit avec la théorie actuelle de la physique des particules, appelée modèle standard. Et les données pourraient potentiellement faire la lumière sur des mystères de la physique comme la substance invisible connue sous le nom de matière noire, ou la raison pour laquelle l'antimatière est rare alors que la matière est commune.