LHC haute luminosité : qu'est-ce que c'est ?

Les ingénieurs et physiciensphysiciens du Cern (Conseil européen pour la recherche nucléaireConseil européen pour la recherche nucléaire) sont engagés dans la conception d’un LHC à haute luminosité (HL-LHC) permettant de passer d'environ un milliard de collisions proton-proton par seconde à 5, voire 7 milliards de collisions par seconde, ce qui devrait permettre d'accumuler environ 10 fois plus de données entre 2026 et 2036, au moment où le HL-LHC partira à son tour chasser la nouvelle physique.

Rappelons que, pour un physicien des hautes énergies, la découverte de nouvelles particules et l'investigation de leurs propriétés ne sont pas qu'une question d'énergie mais aussi de luminositéluminosité. En effet, quand il s'agit de détecter des nouvelles particules dont la production est rare, il faut employer des faisceaux de particules d'autant plus intenses pour multiplier le nombre de collisions par seconde, faute de quoi des siècles d'observations seraient parfois nécessaires pour annoncer une découverte. La situation est la même qu'en astronomie pour photographier une source peu lumineuse, par exemple parce qu'elle est lointaine. Soit il faut un temps de pause très long, soit il faut augmenter le nombre de photons collectés avec un télescope de plus grand diamètre.

Comme l'a dit Fabiola Gianotti, directrice générale du Cern, « le LHC à haute luminosité étendra la portée du LHC au-delà de sa mission initiale, apportant de nouvelles opportunités de découvertes, de mesurer avec plus grande précision les propriétés de particules comme le boson de Higgsboson de Higgs et de sonder encore plus profondément les constituants fondamentaux de l'universunivers ». Espérons qu'il permettra de valider la théorie de la supersymétriesupersymétrie, voire de découvrir que les particules de matièrematière sont en fait composées de rishons.