Le laboratoire de physique de l'Europe Cern prévoit de construire un smasher de particules encore plus grand que son grand collisionneur de hadrons pour continuer à chercher des réponses à certains des plus petits mystères les plus profonds de l'univers.
Le futur collisionneur circulaire (FCC) n'a pas encore reçu de feu ou de financement vert politique. Même si elle est approuvée, le vaste projet ne commencerait pas les opérations avant les années 2040 – ou sera achevé avant la fin du siècle.
Le grand collisionneur de hadrons du CERN (LHC), qui a découvert le boson de Higgs de « particule de dieu » et est actuellement le puissant accélérateur de particules du monde, devrait avoir suivi son cours d'ici les années 2040.
Ces machines massives écrasent les particules – comme des protons qui sont à l'intérieur de chaque atome ou des ions de plomb – entre eux.
Pour ce faire, ils utilisent des aimants supraconducteurs pour rayonner les particules à des vitesses incroyables autour des anneaux souterrains géants, en utilisant des détecteurs pour capturer les collisions.
Cela peut exposer de nouvelles particules élémentaires de matière, révélant leur vraie nature.
Par exemple, en 2012, le LHC a prouvé l'existence du boson de Higgs, un fabricant de masse à long terme connu sous le nom de particule de dieu. C'est un élément clé du modèle standard, qui est notre meilleure compréhension du fonctionnement de l'univers.
Le LHC tourne autour d'un tunnel de 27 kilomètres profondément sous la frontière entre la France et la Suisse.
Le futur collisionneur serait plus de trois fois cette taille, s'étendant à environ 91 kilomètres, également dans les deux pays.
Cette piste supplémentaire lui permettrait de briser les particules les unes dans les autres avec huit fois plus d'énergie.
Il aurait également des détecteurs beaucoup plus sensibles.
L'espoir est que cela permettra au collisionneur de découvrir des particules plus légères ou plus lourdes que celles que les scientifiques ne le savent déjà.
Plus grand pour voir plus petit
D'autres mystères abondent.
Les scientifiques croient que la matière normale – telle que tout ce que nous pouvons voir – ne fait que 5% de l'univers.
Le reste est considéré comme une matière noire et une énergie sombre, dont la nature reste inconnue.
Ce qui se passe exactement avec l'antimatière – les jumeaux mystérieux de la matière visible – est une autre question ouverte. La masse des particules de neutrinos super légères est également restée insaisissable.
Le CERN espère que son futur collisionneur pourrait enfin éclairer ces dilemmes.
Une étude de faisabilité est en cours pour la FCC, que le CERN a estimé au début de cette année coûtera environ 17 milliards de dollars.
S'il est approuvé, le projet se ferait en deux phases distinctes.
Un collisionneur d'électrons-Positron commencerait à briser ensemble des particules plus légères en 2046, visant à explorer davantage la physique du boson de Higgs.
Ensuite, le collisionneur de proton-proton lourd pour les particules plus lourdes sera publiée en ligne en 2070.
Son objectif d'énergie serait de 100 billions d'électronvolts, ce qui révèle le record du LHC de 13,6 billions.
Les travaux devraient commencer en 2033 sur un tunnel de 5,5 mètres de large passant à 100 mètres sous le lac Léman en Suisse, et en boucle à travers une gamme de la campagne française.
Il y aura huit sites à la surface, dont sept en France.
Puis à partir de 2038, l'équipement scientifique commencerait à s'installer.
Les deux principales expériences auront besoin d'énormes cavernes souterraines jusqu'à 66 mètres de haut pour abriter les détecteurs de particules.
