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Carte schématique montrant l’emplacement proposé pour le Futur collisionneur circulaire (Image : CERN)

L’étude sur un futur collisionneur circulaire (FCC) développe diverses conceptions en vue de la construction d'une nouvelle infrastructure de recherche pour accueillir la prochaine génération de collisionneurs de particules haute performance, qui prendra la suite du LHC, une fois que la phase de haute luminosité (HL-LHC) de cette machine sera arrivée à son terme, vers 2040.

La mission du FCC sera de repousser les frontières de l’énergie et de l’intensité des collisionneurs de particules, le but étant d’atteindre des énergies de collision de 100 TeV, dans la perspective de la recherche d’une nouvelle physique.

Une collaboration internationale réunissant plus de 150 universités, instituts et partenaires industriels du monde entier développent différentes possibilités de collisionneurs circulaires, ainsi que des installations de détection nouvelles, ce qui implique de se pencher sur l’infrastructure associée, les coûts estimatifs, les scénarios d’exécution du projet au niveau mondial, et les structures de gouvernance internationale appropriées.

L’étude FCC examine des scénarios pour trois types différents de collisions de particules : collisions de hadrons (proton-proton et ions lourds), comme dans le LHC (FCC-hh) ; collisions électron-positon (FCC-ee), comme autrefois dans le LEP. D'autres options incluent les collisions proton-électron ou proton-ions lourds.

Des études sur la physique et sur les détecteurs sont en cours pour chaque option. Parallèlement, des équipes d’experts effectuent une analyse approfondie de l’infrastructure, des concepts opérationnels et des technologies essentielles requises.

Un rapport préliminaire de conception concernant le FCC a été présenté à titre d'élément de réflexion à intégrer dans la mise à jour 2020 de la stratégie européenne pour la physique des particules. Suite à l'adoption de cette mise à jour par le Conseil du CERN en 2020, le CERN a été chargé d'une étude de faisabilité technique et financière du FCC, à réaliser pour la prochaine mise à jour de la stratégie, prévue en 2027.