Le Laboratoire Européen de Physique des Particules, aussi connu sous le nom de CERN, a récemment partagé une annonce appelant au futur de la physique des particules. Avec un mandat reçu en 2020, sollicité par les États membres y compris le Portugal, le CERN a exploré la faisabilité tant technique que financière d’un nouvel accélérateur de particules. Après une phase d’étude concluante, il reviendra aux États membres du CERN de choisir, à l’horizon 2025, si le projet du nouvel accélérateur verra le jour.

Ce futur dispositif, désigné sous le terme de Futur Colisionneur Circulaire (FCC), est esquissé pour se construire à partir de 2033, avec une mise en place des équipements prévue dès 2038. Il est imaginé pour, à terme, prendre la relève du grandiose Grand Colisionneur de Hadrons (LHC), situé à la frontière franco-suisse. Conceptualisé pour étudier les subtilités de l’univers à une échelle infime et à une énergie sans précédent, ce futur colosse de la science serait relié au LHC via un réseau souterrain.

La directrice générale du CERN, Fabiola Gianotti, fait état d’un coût préliminaire de 14 milliards d’euros pour ce projet. Elle assure que ce serait la seule machine à même de permettre un avancement significatif dans l’étude de la structure de la matière. Il est fondamental de rappeler que ce sont des recherches menées dans le LHC qui ont permis la découverte du boson de Higgs en 2012, élucidant ainsi l’énigme de la masse des particules élémentaires et menant François Englert et Peter Higgs au Nobel de Physique en 2013.

Le fcc : un avenir lumineux pour la physique des particules

L’étude de viabilité a révélé que le projet du FCC se déroulerait en deux phases distinctes. Une première phase, prévue pour 2048, se centrera sur un colisionneur électron-positron approfondissant la connaissance de la physique du boson de Higgs. Une seconde phase envisagée pour 2070 permettrait de faire entrer en collision des protons avec une énergie surpassant celle actuelle du LHC. L’espoir est ainsi porté vers la découverte de nouvelles particules et, par extension, vers une compréhension affinée de la composition de l’univers, formé il y a 13,8 milliards d’années.

Dans le microcosme de la physique, les concepts de matière noire et d’énergie sombre représentent l’immense majorité de l’univers, soit 95%. La matière visible, elle, ne fait que 5% et est intégralement décrite par le Modèle Standard, validé par des expériences menées au LHC. Ce dernier devrait d’ailleurs intensifier ses travaux avec plus de collisions et de données en mode haute luminosité dès 2026.

Soulignons l’apport fondamental du Portugal à travers le Laboratoire de Instrumentação e Física Experimental de Partículas (LIP), qui assure la représentation du pays au sein du CERN. Et dans un cadre pratique, rappelons que la technologie issue de la physique des particules, grâce à des faisceaux de protons, trouve son application dans le traitement de certains cancers dans divers pays.

La recherche physique avance : entre applications pratiques et quête de connaissance

Le lien entre la physique des particules et d’autres domaines scientifiques est de plus en plus évident. Il est fascinant de constater que les technologies développées pour le LHC et d’autres accélérateurs ont des répercussions bien au-delà des frontières de la physique fondamentale. Ces avancées pourraient même jouer un rôle crucial dans d’autres sphères de la science, comme en témoigne par exemple le centre de recherche en thérapie génique récemment créé par l’Universidade de Coimbra, un domaine où la manipulation précise de particules pourrait ouvrir de nouveaux horizons.

La prospective pour le FCC indique de futurs travaux révolutionnaires dans la compréhension du cosmos et de ses composants les plus fondamentaux. En dissociant ces composantes, les scientifiques espèrent révéler des indices sur l’origine de l’univers et sur les mécanismes régissant son expansion. Cela pourrait contribuer non seulement au domaine de recherche théorique mais également aider à développer des applications pratiques telles que les traitements oncologiques avancés qui utilisent des particules pour cibler les cellules cancéreuses.

La mise en œuvre du futur colisionneur circulaire

L’initiative de création du Futur Colisionneur Circulaire soulève naturellement des questions relatifs à son financement et à son impact écologique. Néanmoins, le CERN, par le biais de son approche collaborative, a déjà prouvé sa capacité à mobiliser des fonds internationaux pour le LHC. Par ailleurs, les retombées scientifiques et économiques anticipées laissent entrevoir des bénéfices potentiels bien supérieurs aux investissements initiaux.

La construction de cette nouvelle infrastructure servira non seulement à la collecte de données pour la recherche fondamentale mais pourra également inspirer des générations à venir à poursuivre les quêtes scientifiques. De plus, les avancements en physique des particules mènent souvent à des progrès technologiques dans d’autres champs, tels que ceux de l’informatique où le World Wide Web a vu le jour au sein même du CERN.

En consolidant les bases du savoir et en poussant les limites de la physique moderne, le projet du FCC s’annonce comme un formidable catalyseur dans la quête humaine pour la compréhension de notre univers. L’attente est grande pour l’année 2050, car elle pourrait marquer le commencement d’une nouvelle ère pour les scientifiques, les penseurs et toute personne éprise de curiosité pour les mystères qui composent notre réalité cosmique.

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Maxime

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