L’organisation européenne pour la recherche nucléaire, CERN, se fait actuellement reprocher son projet de nouvel accélérateur de particules dit FCC, Il serait à la fois inutile, trop grand, trop coûteux et ne répondant à aucun besoin. Il faut se souvenir que les mêmes critiques avaient été portées contre le Grand Collisionneur à Hadrons de ce même CERN (Large Hadron Collider LHC) dont les découvertes ne cessent aujourd’hui de s’enchaîner. C’est notamment grâce à lui qu’a été observé le boson de Higgs en 2012
(voir https://fr.wikipedia.org/wiki/Boson_de_Higgs)
Le FCC («collisionneur circulaire futur») sera il est vrai, trois fois plus long que l’accélérateur actuel. A quoi pourra-t-il servir ?
La recherche fondamentale est imprévisible, car elle explore l’inconnu. Bien que plusieurs importantes hypothèses scientifiques soient déjà au programme du FCC, ainsi que les futurs développements techniques qui iront avec, ses retombées exactes restent encore difficiles à estimer.
Rappelons que la découverte du boson de Higgs a conduit à de nouvelles questions : quel a été le rôle du boson de Higgs dans le Big Bang, et comment a-t-il influencé l’évolution de l’Univers ? Le boson de Higgs peut-il apporter des réponses sur certains points que le Modèle standard ne sait pas expliquer, comme la matière noire et l’excédent de matière par rapport à l’antimatière ?
La réponse à ces questions peut se trouver dans la grande diversité des scénarios actuels de physique au-delà du Modèle standard. Certains scénarios supposent l’existence de nouvelles particules plus lourdes, hors d’atteinte du LHC, accessibles par des installations atteignant des énergies plus élevées. D’autres supposent l’existence de particules plus légères interagissant très faiblement avec les particules du Modèle standard, et dont la détection suppose d’énormes quantités de données, et une grande sensibilité des détecteurs pour des signaux difficiles à percevoir.
Grâce aux avancées considérables en matière de sensibilité et de précision qu’apporterait le FCC-ee, et, ultérieurement, grâce à l’énergie largement supérieure à celle du LHC qu’atteindrait le FCC-hh, le programme FCC donnerait aux physiciens la possibilité d’explorer complètement ce panorama.
Le CERN dispose de plusieurs options pour ce faire, avec notamment de futurs collisionneurs, circulaires ou linéaires. Étant donné la légèreté du boson de Higgs et l’absence à ce jour de découverte d’autres nouvelles particules élémentaires, les collisionneurs circulaires dits e+e- sont des options séduisantes par rapport aux machines linéaires. Ces machines offriraient une luminosité notablement supérieure et pourraient accueillir jusqu’à quatre expériences, tout en constituant une infrastructure pour un collisionneur de hadrons ultérieur.
Pour en savoir plus : voir « FCC: The Physics Case » dans la revue CERN Courier.
