Le LHC à haute luminosité (HiLumi LHC)
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Le LHC à haute luminosité (HiLumi LHC)
Le LHC à haute luminosité, ou HiLumi LHC, est une version améliorée du Grand collisionneur de hadrons, la machine phare du CERN, installée dans un tunnel circulaire de 27 kilomètres de part et d’autre de la frontièrefranco-suisse. Conçu pour produire environ dix fois plus de collisions et de données que le LHC actuel, le LHC à haute luminosité devrait entrer en fonctionnement autour de 2030 et être exploité jusqu’à la décennie 2040.
En générant beaucoup plus de collisions, le LHC à haute luminosité permettra aux physiciens de mesurer le boson de Higgs avec une précision inédite et d’explorer des processus extrêmement rares, et augmentera les chances de déceler des signes d’une nouvelle physique se situant au-delà du Modèle standard. Une fois en service, le LHC à haute luminosité devrait produire au moins 15 millions de bosons de Higgs par an, contre environ trois millions pour le LHC en 2017 ; on disposera ainsi d’une image beaucoup plus claire du comportement des particules fondamentales.
Les travaux de génie civil ont débuté en 2018, avec la construction de nouvelles cavernes souterraines, de galeries et de bâtiments de surface. Parallèlement, des éléments clés, tels que les quadrupôles supraconducteurs, les cavités-crabe, les collimateurs et les liaisons supraconductrices, sont entrés en phase de production en série et de tests. Un banc d’essai grandeur nature, appelé chaîne de triplets internes, est actuellement refroidi à 1,9 kelvin en vue de valider les nouveaux aimants et systèmes cryogéniques avant leur installation lors du troisième long arrêt (LS3) du LHC, qui débutera en 2026.
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Le LHC à haute luminosité est le plus grand projet entrepris par le CERN depuis 20 ans. Associé aux nouveaux outils d’analyse de données et à des détecteurs améliorés, il nous éclairera sur les premiers instants de l’Univers et son destin possible. Le LHC à haute luminosité permettra également d’explorer de nouveaux horizons, et pourrait révéler des phénomènes complètement nouveaux et inattendus.
Mark Thomson, directeur général du CERN
Le LHC à haute luminosité en bref
Qu’est-ce que le LHC à haute luminosité, ou HiLumi LHC ?
Le résultat d’un relèvement de la luminosité du Grand collisionneur de hadrons.
Objectif : accroître la luminosité intégrée (le nombre total de collisions produites sur une période donnée) d’un facteur 10 par rapport à la luminosité nominale du LHC.
Entrée en service prévue pour 2030 environ ; exploitation jusqu’aux années 2040.
Chronologie indicative
2016 : Approbation du projet HiLumi LHC par le Conseil du CERN.
2018 : Début des travaux de génie civil sur les sites d’ATLAS et de CMS.
2026 : Début du troisième long arrêt (LS3), période où le LHC sera transformé en LHC à haute luminosité et où d’importants éléments seront installés en vue d’améliorer les expériences ATLAS et CMS.
À l’horizon 2030 : Début de l’exploitation du LHC à haute luminosité, pour une dizaine d’années.
Chiffres clés
Objectif : multiplier par dix la luminosité par rapport à la luminosité nominale du LHC.
Production de bosons de Higgs : sur l’ensemble de sa durée d’exploitation, le LHC à haute luminosité pourrait produire environ 380 millions de bosons de Higgs, à comparer aux quelque 55 millions produits depuis le démarrage du LHC.
Communauté d’utilisateurs : plus de 17 000 scientifiques de plus de 100 nationalités utilisent le LHC et bénéficieront de sa version améliorée.
Ressources
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