Short model magnet for the HL-LHC Low-Beta quadrupole.
(Image: CERN)
Le LHC à haute luminosité
Le Grand collisionneur de hadrons à haute luminosité (HL-LHC) augmentera le nombre de collisions afin d'étudier plus en détail les composants fondamentaux de la matière.
Présentation du projet de LHC à haute luminosité. (Vidéo : Noemi Caraban/CERN)
Le projet de Grand collisionneur de hadrons à haute luminosité (HL-LHC) vise à pousser les performances du LHC à leur maximum afin d'augmenter le potentiel de découvertes après 2030. L’objectif est d’accroître la luminosité integrée du LHC 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 élevée, plus les expériences récoltent de données, leur permettant d’observer des processus rares.
Le LHC à haute luminosité, qui devrait être opérationnel à la mi-2030, permettra aux physiciens d'étudier plus en détail les mécanismes connus, comme le boson de Higgs, et d'observer d'éventuels nouveaux phénomènes très rares. À titre d’exemple, le LHC à haute luminosité produira chaque année au moins 15 millions de bosons de Higgs, contre environ trois millions pour le LHC en 2017.
Son développement repose sur plusieurs innovations techniques. La première phase du projet, qui a commencé en 2011, a été financée en partie par le septième programme-cadre (FP7) de la Commission européenne. La première phase a réuni de nombreux laboratoires des États membres du CERN, mais également des États-Unis, du Japon et de la Fédération de Russie. L'étude de conception a pris fin en octobre 2015 avec la publication d'un rapport préliminaire de conception. La phase de construction a ensuite débuté au CERN et dans l'industrie. Le rapport de conception technique du HL-LHC – faisant état de la conception avant l'opération de reprofilage menée en 2016 – a été publié en 2017 et sa version finale en 2020. Les travaux de génie civil ont débuté en avril 2018.
Le projet est mené par le CERN avec la soutien d'une collaboration internationale de 44 instituts dans 20 pays, pour la grande majorité européens - on citera notamment l'Italie, l'Espagne, la Suède et le Royaume-Uni. Il associe également un certain nombre d'États non-membres du CERN, tels que les États-Unis, le Japon et le Canada.
