Le CERN célèbre aujourd'hui la fin des travaux de génie civil pour le LHC à haute luminosité (HL-LHC), qui représente une amélioration majeure du LHC, son collisionneur phare.
Le HL-LHC a été approuvé en juin 2016, et son exploitation devrait démarrer en 2029 ; avec un nombre accru de collisions qui démultipliera les possibilités de découverte, il améliorera sensiblement la performance du LHC. La fin des travaux de génie civil marque le commencement de la transition vers l'ère du HL-LHC ; les nouveaux éléments du collisionneur seront installés dans les cavernes et les galeries, qui sont désormais prêtes.
Principal objectif du CERN ces dix dernières années, le HL-LHC est l'une des grandes priorités de la mise à jour 2020 de la stratégie européenne pour la physique des particules. Cette amélioration majeure s'appuie sur le succès que le LHC connaît depuis sa mise en service en 2010. Alors que le LHC est capable de produire jusqu’à un milliard de collisions proton-proton par seconde, le HL-LHC fera augmenter ce nombre (en d’autres termes la « luminosité ») d’un facteur de cinq à sept, ce qui permettra de récolter environ 10 fois plus de données entre 2029 et 2041, période durant laquelle il sera exploité.
Pour parvenir à un tel relèvement de la luminosité, plusieurs technologies-clés innovantes sont en cours de développement : nouveaux aimants quadripolaires supraconducteurs (à base de niobium-étain au lieu de niobium-titane) qui permettront de mieux focaliser le faisceau ; cavités-crabe afin d'infléchir les faisceaux aux points de collision et de favoriser ainsi la superposition des protons ; liaisons supraconductrices à haute température ; nouvelles technologies pour le vide de faisceau (afin de prolonger la durée de vie des aimants) et la collimation du faisceau (système de protection contre les transitions résistives) ou, encore, convertisseurs de puissance à intensité élevée et de très haute précision.
La plupart de ces éléments-clés du HL-LHC seront intégrés au point 1 (à Meyrin, en Suisse) et au point 5 (à Cessy, en France) de l'anneau du LHC, où se trouvent respectivement les détecteurs à haute luminosité ATLAS et CMS.
« Les travaux de génie civil, qui ont commencé en juin 2018, se sont achevés avec succès à la fin 2022, malgré un contexte mondial difficile. Les travaux de développement technologique étant bien avancés, nous avons donc véritablement entamé la transition vers l'ère du HL-LHC, qui repoussera encore plus loin les limites de la technologie et des connaissances. Le HL-LHC permettra aux physiciens d’étudier plus en détail les mécanismes connus, comme le boson de Higgs, et d’observer d’éventuels nouveaux phénomènes rares », explique Oliver Brüning, chef du projet HL-LHC.
Le HL-LHC est un projet international soutenu par 43 instituts de 19 pays, comprenant les États membres et États membres associés du CERN, de même que les États-Unis, le Canada, le Japon et la Chine.
Informations complémentaires
Sur les travaux de génie civil pour le HL-LHC
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