L'édition 2025 de l’atelier de Chamonix, qui s'est tenue du 27 au 30 janvier, a rassemblé les communautés des accélérateurs et des expériences du CERN pour faire le point sur les résultats obtenus, relever les défis en jeu et donner le cap.

Comme l'ont montré les discussions, le CERN se trouve à un moment charnière. Si la décennie écoulée a été marquée par des avancées décisives pour le complexe d’accélérateurs du CERN, le présent ouvre d’énormes possibilités et des perspectives considérables.

Faire le point des activités menées auprès des accélérateurs

L'atelier a débuté avec un point sur les activités menées auprès des accélérateurs, étayé par les conclusions de l'atelier conjoint sur les performances de l’accélérateur organisé en décembre 2024. Conserver les niveaux de performance actuels exige un effort extraordinaire de la part de toutes les installations. En ce qui concerne la performance, les données issues de la troisième période d’exploitation en cours montrent des améliorations constantes du point de vue de la disponibilité et de la fourniture des faisceaux. Ces résultats sont le fruit du travail des spécialistes des systèmes, des équipes chargées des opérations et des physiciens des accélérateurs, qui mettent tout en œuvre pour assurer d'excellentes performances et une disponibilité élevée dans l'ensemble du complexe.

Les regards se tournent à présent vers la quatrième période d’exploitation et l'ère du LHC à haute luminosité (HL-LHC). Parmi les défis recensés, on citera notamment le besoin de faisceaux de haute intensité, les effets des nuages d'électrons et les limites des systèmes d’alimentation radiofréquence (RF). Des mesures visant à faire face à ces questions seront mises en œuvre pendant le troisième long arrêt (LS3), afin que les accélérateurs du CERN continuent à répondre aux besoins de l’ensemble de la communauté de la physique.

Préparer le troisième long arrêt et le LHC à haute luminosité

Le troisième long arrêt (LS3) sera une période cruciale pour le CERN. Outre le déploiement du HL-LHC et des grandes améliorations apportées aux expériences ATLAS et CMS, un vaste programme de consolidation, de maintenance et d'amélioration sera mis en œuvre dans l'ensemble du complexe d'accélérateurs afin qu’il puisse être exploité au cours des prochaines décennies.

Les avancées réalisées concernant le HL-LHC ont été examinées en détail, l'accent étant mis sur les systèmes clés (aimants, infrastructure cryogénique et instrumentation de faisceau) et sur la construction d’éléments critiques, tels que les cavités-crabe. Les deux prochaines années seront décisives, d'importants tests de systèmes étant prévus pour faire en sorte que ces technologies atteignent des objectifs de performance ambitieux.

La planification du LS3 est déjà bien avancée. La coordination entre toutes les parties prenantes a été essentielle pour gérer les interdépendances complexes, et les équipes expérimentées font de grands progrès dans l'élaboration d'un plan intégrant les ressources. L'ampleur du LS3 exigera une coordination méticuleuse, mais ce sera une occasion unique de construire un complexe d'accélérateurs plus robuste et plus adaptable pour l'avenir.

Un programme de physique diversifié et évolutif

Si l’on se projette au-delà du LS3, le complexe d'accélérateurs exceptionnel du CERN est bien placé pour servir un programme de physique de plus en plus diversifié. Cette diversité, l'un des plus grands atouts du CERN, offre des possibilités complémentaires dans un large éventail de domaines.

La forte demande d’allocation de temps de faisceau de la part des installations ISOLDE, n_TOF et AD-ELENA, et des zones Nord et Est, met en évidence la nécessité d’adopter une approche équilibrée couvrant une large gamme de domaines de physique. Les discussions ont montré qu’il était important de répondre à ces demandes de manière équilibrée, tout en veillant à ce que le potentiel du complexe d'accélérateurs soit pleinement exploité.

Les possibilités futures telles que celles mises en lumière par l'étude sur la physique au-delà des collisionneurs seront façonnées par les discussions menées dans le cadre de la mise à jour de la stratégie européenne pour la physique des particules. Définir la prochaine génération de programmes de physique suppose de trouver un équilibre délicat entre continuité et innovation ; la communauté de la physique des accélérateurs jouera un rôle central dans la définition des priorités.

Futur collisionneur circulaire et vision à long terme

Une session de l'atelier s’est intéressée en particulier à l'étude de faisabilité du Futur collisionneur circulaire (FCC) et aux prochaines étapes. L’intérêt de ce projet pour la physique a été présenté et des points ont été faits sur la mise en œuvre au niveau territorial et les études et plans dans le domaine du génie civil. La manière dont le complexe d’injecteurs du FCC-ee s'inscrirait dans l’approche stratégique plus large a été examinée de manière approfondie, de même que les objectifs et les résultats attendus pour la phase préliminaire au rapport de conception technique, qui devrait faire suite à l'étude de faisabilité.

Même si le FCC reste le projet central, d'autres projets d’avenir ont également été discutés dans le cadre de la mise à jour de la stratégie européenne pour la physique des particules. Ont notamment été examinés des propositions de collisionneurs linéaires, le potentiel d’un collisionneur de muons et l’accélération par champ de sillage plasma. Le développement de technologies clés, telles que les aimants à champ élevé et les systèmes RF supraconducteurs, sera à la base de la réalisation des futures installations utilisant des accélérateurs.

Préparer l’avenir

Les prochaines étapes – préparer la quatrième période d’exploitation, mettre en œuvre les programmes d’amélioration prévus durant le LS3 et jeter les bases des projets futurs – sont ambitieuses mais essentielles. L'avenir du CERN dépendra de la manière dont nous saurons saisir ces opportunités.

Le dévouement du personnel du CERN et la mise en commun de ses compétences, associés à l’élaboration d’une vision stratégique claire, constituent une base solide pour assurer le succès. Le chemin à parcourir ne sera pas facile, mais grâce à une planification minutieuse, à la collaboration et à l'innovation, le complexe d'accélérateurs du CERN restera au cœur des découvertes pour les décennies à venir.