Les scientifiques du CERN ont démarré l’opération complexe de refroidissement d’un banc d’essai de 95 m reproduisant la configuration souterraine des systèmes innovants du LHC à haute luminosité
Le Centre Européen de Recherche Nucléaire ( CERN) a franchi une étape importante dans la progression du projet Grand collisionneur de hadrons à haute luminosité (HiLumi LHC), avec le début du refroidissement cryogénique à 1,9 K (‑271,3 °C) d’un banc d’essai de 95 m de long. L’installation est une réplique grandeur nature des éléments innovants qui seront utilisés pour la transformation du LHC ( Large Hadrons Collider) au cours des prochaines années. Le banc d’essai permettra de tester le nouveau système d’aimants de focalisation des triplets internes, et son infrastructure complexe, essentiels pour la version améliorée du LHC, dont la mise en route est prévue pour 2030.
L’été 2026 débuteront quatre ans de travaux au cours du troisième long arrêt (LS3), visant à transformer l’accélérateur en machine à haute luminosité, ce qui ouvrira de nouvelles perspectives pour la physique des hautes énergies. Le LHC à haute luminosité multipliera par 10 le nombre de collisions de particules ce qui augmentera très fortement le volume de données pour la recherche. Il sera possible d’étudier avec une précision inédite le comportement du boson de Higgs et d’autres particules élémentaires, voire éventuellement de découvrir de nouveaux phénomènes rares.
« Le LHC à haute luminosité est le plus grand projet entrepris par le CERN depuis 20 ans, explique Mark Thomson, directeur général du CERN. Associé aux nouveaux outils de gestion de données et aux détecteurs améliorés, il permettra d’étudier pour la première fois comment le boson de Higgs interagit avec lui-même : cette mesure clé pourrait aider à faire la lumière sur les premiers instants de l’Univers et son évolution. Le LHC à haute luminosité servira à explorer de nouveaux horizons, et pourrait conduire à des découvertes inattendues.»
De nombreuses technologies développées pour le LHC à haute luminosité n’ont jamais encore été utilisées dans un accélérateur de protons. C’est le cas des cavités-crabes supraconductrices qui infléchissent les faisceaux de particules avant leur entrée en collision. C’est le cas des collimateurs à cristaux qui éliminent les particules s’écartant du faisceau, ou encore des lignes de transfert électriques supraconductrices à haute température qui alimenteront les aimants. Les aimants de focalisation des triplets internes sont constitués d’un matériau supraconducteur à base de niobium et d’étain (Nb3Sn) ce qui permet d’atteindre des champs magnétiques plus élevés qu’avec les aimants du LHC actuel en niobium-titane (NbTi). Ces nouveaux aimants seront installés de part et d’autre des expériences ATLAS et CMS, avec de nouveaux systèmes de cryogénie, d’alimentation, de protection et d’alignement et, tout comme les aimants du LHC, ils fonctionneront à la température de 1,9 K (-271.3 °C).
Les deux grandes expériences au LHC, ATLAS et CMS bénéficieront d’améliorations majeures Ces travaux seront réalisés en étroite collaboration avec des centaines d’organismes dans le monde. Par ailleurs, l’ensemble du complexe d’accélérateurs et des expériences associées feront l’objet de diverses mises à niveau. Tout cela confortera la place du CERN au premier plan de la physique des hautes énergies.
Le projet LHC à haute luminosité avec le soutien d’une collaboration rassemblant près de 50 instituts de plus de 20 pays, en grande majorité situés en Europe. Outre les financements apportés par les États membres et les États membres associés, le projet bénéficie de contributions spéciales de l’Italie, de l’Espagne, de la Suède, du Royaume-Uni, de la Serbie et du Pakistan, et de plusieurs États non-membres, en particulier les États-Unis, le Japon, le Canada et la Chine.
