Les physiciens des particules sont confrontés à un dilemme. Plus ils veulent sonder la structure de la matière, plus ils ont besoin d’installations d’accélérateurs vastes et performantes.À peine un accélérateur de particules est-il mis en service que son successeur est déjà en projet, un successeur censé surpasser son prédécesseur en tout point, mais qui sera assurément plus coûteux. Il est question du « Future Circular Collider » (FCC en abrégé), le prochain grand projet du center européen de recherche CERN, près de Genève.
L’anneau accélérateur, dont les plans ont été présentés, devrait avoir une circonférence de 90 kilomètres et remplacer le plus grand et le plus puissant accélérateur de particules du CERN, le Large Hadron Collider (LHC). En comparaison, le LHC et ses 27 kilomètres paraissent modestes.Même si la capacité du Large Hadron Collider n’est pas encore épuisée, ses jours sont comptés.
Une des raisons est que, depuis la découverte du boson de Higgs en 2012, les physiciens des particules n’ont plus enregistré de découverte véritablement révolutionnaire avec le LHC. La plupart des résultats des mesures ont confirmé les prévisions théoriques du modèle standard, qui décrit la structure de la matière et le fonctionnement des forces fondamentales entre les particules élémentaires. il reste cependant une série de questions en suspens. Par exemple : pourquoi y a-t-il autant de matière, mais si peu d’antimatière dans l’univers ? Et comment est constituée la matière noire, qui représente plus de 20 % de l’univers ? Existe-t-il plus de quatre forces naturelles connues, ou ne sont-elles que les variantes d’une seule interaction ? Un accélérateur de particules encore plus performant pourrait apporter des réponses, tel est l’espoir.Une autre raison est que le CERN pourrait perdre son statut de Mecque de la physique des particules si le LHC est définitivement le dernier. Si un super-accélérateur était construit ailleurs dans le monde, cela pourrait entraîner une fuite des cerveaux de physiciens des particules. Le CERN pourrait alors tomber dans la deuxième division, comme le Fermilab aux États-Unis, qui a connu ce sort après la construction du LHC. C’est ce que l’on veut éviter à Genève, en mettant en avant le savoir-faire du CERN dans la construction d’accélérateurs de particules.
Le FCC a un prix. On estime à 16 milliards d’euros le coût de la première phase de construction. C’est plus du triple de ce qu’a coûté le LHC. La construction du FCC deviendrait certainement plus coûteuse. Les 24 États membres du CERN, dont l’Allemagne, principal contributeur avec 20 %, sont-ils prêts à financer le FCC ?
D’autres mégaprojets européens sont en attente. De nombreux États européens ne sont plus aussi disposés à dépenser qu’avant.La construction d’un super-accélérateur a déjà échoué en raison de coûts trop élevés. En 1994, le Congrès américain a stoppé la construction du Superconducting Super Collider (SSC) de 87 kilomètres de long au texas.Deux milliards des onze milliards de dollars avaient déjà été financés et une partie du tunnel était achevée. Ce serait une catastrophe pour la physique européenne des particules si le FCC subissait le même sort.Pourquoi le projet pourrait échouer
Le Future circular Collider (FCC) : Le prochain défi de la physique des particules au CERN
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Introduction : Le dilemme des physiciens
Les physiciens des particules sont confrontés à un défi de taille : pour explorer toujours plus profondément la structure de la matière, ils ont besoin d’installations d’accélérateurs toujours plus vastes et performantes. C’est dans ce contexte que s’inscrit le projet du Future Circular Collider (FCC), le prochain grand projet du CERN, situé près de Genève.
Qu’est-ce que le Future Circular Collider (FCC) ?
Le FCC est un projet ambitieux qui vise à construire un anneau accélérateur de 90 kilomètres de circonférence. Il est destiné à remplacer le Large Hadron Collider (LHC), l’actuel accélérateur de particules du CERN, dont la circonférence est de 27 kilomètres.
Pourquoi le FCC est-il nécessaire ?
Plusieurs raisons motivent ce projet d’envergure :
Recherche de nouvelles découvertes : Depuis la découverte du boson de Higgs en 2012, le LHC n’a pas permis de réaliser de découvertes révolutionnaires. Le FCC pourrait aider à répondre à des questions fondamentales non résolues, telles que les raisons de l’asymétrie matière-antimatière ou la nature de la matière noire.
Maintenir le leadership du CERN : Si le LHC était le dernier grand accélérateur, le CERN pourrait perdre son statut de center de recherche de pointe, entraînant une fuite des chercheurs vers d’autres institutions.
Le coût du FCC : Un défi financier
Le FCC est un projet coûteux. La première phase de construction est estimée à 16 milliards d’euros, soit plus de trois fois le coût du LHC. Le financement du FCC repose sur les 24 États membres du CERN,dont l’Allemagne,qui contribue à hauteur de 20%.
Pourquoi le projet pourrait-il échouer ?
Le projet FCC pourrait rencontrer des difficultés en raison de :
Coûts élevés : Les États membres pourraient être réticents à financer un projet aux coûts considérables, surtout dans le contexte actuel de restrictions budgétaires.
Précédents : L’échec de la construction du superconducting Super Collider (SSC) aux États-Unis en 1994, en raison de coûts excessifs, est un avertissement pour le FCC.
FAQ sur le Future Circular Collider (FCC)
Qu’est-ce que le FCC ?
Le Future Circular Collider est un projet du CERN visant à construire un anneau accélérateur de particules de 90 km de circonférence.
pourquoi le FCC est-il construit ?
Pour succéder au LHC, explorer la structure de la matière plus en profondeur et maintenir le CERN à la pointe de la recherche en physique des particules.
Combien coûtera le FCC ?
La première phase de construction est estimée à 16 milliards d’euros.
le FCC remplacera-t-il le LHC ?
Oui, le FCC est conçu pour remplacer le LHC.
Quelles sont les menaces pour le FCC ?
Les principaux défis sont les coûts élevés et la difficulté de financer un projet de cette envergure.
Tableau comparatif : LHC vs FCC
| Caractéristique | Large Hadron Collider (LHC) | Future Circular Collider (FCC) |
| ————————– | —————————- | ——————————– |
| Circonférence | 27 km | 90 km |
| Coût estimé (1ère phase) | Moins de 5 milliards d’euros | 16 milliards d’euros |
| Objectif principal | Découverte du boson de Higgs, recherche de nouvelles particules | Explorer davantage la structure de la matière, répondre aux questions fondamentales |