Le Grand collisionneur de hadrons haute luminosité

Le projet de Grand collisionneur de hadrons haute luminosité (High-Luminosity LHC) vise à pousser les performances du LHC à leur maximum pour augmenter le potentiel de découvertes après 2025. L’objectif est d’accroître la luminosité d’un facteur 10 par rapport à sa valeur nominale.

La luminosité est un indicateur important de la performance d’un accélérateur : elle est proportionnelle au nombre de collisions se produisant en un temps donné. Plus la luminosité est grande, plus les expériences récoltent de données, leur permettant d’observer des processus rares. Le LHC haute luminosité, qui devrait être mis en service en 2025, réalisera des études précises des nouvelles particules observées par le LHC, comme le boson de Higgs. Il permettra d’observer les processus rares inaccessibles avec la sensibilité du LHC. À titre d’exemple, le LHC haute luminosité produira jusqu’à 15 millions boson de Higgs chaque année contre 1,2 millions produits par le LHC en 2011 et 2012.

Le LHC haute luminosité a été déclaré projet prioritaire en 2013 dans le cadre de la stratégie européenne pour la physique des particules et son financement a été inscrit dans le plan à moyen terme du CERN.

Son développement repose sur de nombreuses innovations technologiques.  La première phase du projet a débuté en 2011 avec l’étude de conception « HiLumi LHC», en partie financée par le septième programme-cadre de la Commission européenne (FP7). Cette première phase a réuni de nombreux laboratoires des États membres du CERN, mais également de Russie, du Japon et des États-Unis. Des instituts des États-Unis ont participé au projet avec le soutien du programme LARP (US LHC Accelerator Research Program) financé par le Département de l’énergie des Etats-Unis.

La fin de l’étude de conception, le 31 octobre 2015, avec la publication d’un rapport de conception technique, marque le début de la phase de construction du projet au CERN et dans l’industrie.

Le CERN investira 950 million de CHF de son budget sur 10 ans pour le développement du LHC haute luminosité.

Image : Frise chronologique du LHC et du LHC haute luminosité

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