Le Grand collisionneur de hadrons entre dans une phase décisive. Après sa troisième campagne scientifique, le CERN a placé le LHC à l’arrêt pour engager le Long Shutdown 3, un chantier de près de quatre ans. À son redémarrage, prévu en juin 2030, l’accélérateur deviendra le HL-LHC, une machine destinée à multiplier les collisions et à révéler des phénomènes aujourd’hui trop rares.
Davantage de collisions plutôt qu’une énergie record
Le projet ne vise pas principalement à augmenter l’énergie des protons. Son objectif est d’accroître la luminosité, c’est-à-dire le nombre de collisions produites au cœur des expériences ATLAS et CMS. Plus de 1,2 kilomètre d’équipements sera démonté ou remplacé, tandis que de nouveaux aimants et systèmes de focalisation resserreront davantage les faisceaux.
Cette transformation, préparée depuis le lancement des travaux du HL-LHC, doit fournir jusqu’à dix fois plus de collisions cumulées que ce qui avait été envisagé à l’origine. Les détecteurs seront également modernisés afin d’absorber ce déluge de données sans écarter les événements les plus intéressants.
Le boson de Higgs au centre des recherches
Après avoir permis la découverte du boson de Higgs en 2012, le LHC doit maintenant vérifier si cette particule respecte exactement les prédictions du modèle standard. Les chercheurs étudieront ses désintégrations rares en muons ou en quarks charm, ainsi que la production de paires de bosons de Higgs. Cette dernière mesure pourrait éclairer la manière dont le champ de Higgs interagit avec lui-même.
La matière noire, l’asymétrie entre matière et antimatière et l’existence de forces inconnues figurent aussi parmi les grandes questions visées. Le précédent redémarrage du LHC avait déjà ouvert une nouvelle phase d’exploration en atteignant l’énergie record de 13,6 TeV.
Le HL-LHC ne garantit pas la découverte d’une nouvelle particule spectaculaire. Sa puissance sera surtout statistique : en accumulant des milliards d’événements supplémentaires, il pourra faire émerger d’infimes anomalies susceptibles de révéler une physique au-delà du modèle standard, avant qu’un futur collisionneur circulaire ne prenne éventuellement le relais.
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