Qu’est-ce qui détermine C³ en outre, c’est le choix d’une cavité RF à conducteur normal pour accélérer les particules, alors que la plupart des machines d’aujourd’hui reposent sur une cavité RF supraconductrice. Chaque système a ses propres avantages, les conducteurs normaux étant de meilleurs accélérateurs et les supraconducteurs étant plus économes en énergie. Le fait que les physiciens comparent maintenant ces technologies les unes aux autres est un peu du déjà-vu, car les premiers travaux de conception de l’ILC opposaient les options supraconductrices aux conducteurs normaux à température ambiante. En 2004, la communauté de la physique des particules a décidé d’utiliser des supraconducteurs pour les ILC. « L’approche supraconductrice est plus mature et le risque est plus faible », a déclaré Nanni. Mais au cours de la dernière décennie, la technologie de conduction normale s’est améliorée. En particulier, les chercheurs ont réussi à plus que tripler le gradient d’accélération qui pousse les particules chargées le long de la ligne de lumière.

Les récentes améliorations de la technologie de conduction normale découlent d’une meilleure compréhension des «dommages» – les décharges électriques indésirables émises par les parois des cavités en cuivre. Pour éviter les dommages, les opérateurs d’impact sont traditionnellement contraints de limiter leur gradient d’accélération à environ 70 MV/m. Mais au début des années 2000, des chercheurs ont découvert un lien entre les dommages causés par la chaleur et les défauts, et cette réalisation a conduit à une nouvelle façon d’éviter les dommages : refroidir les parois en cuivre à 80 K. Le cuivre à cette basse température a une conductivité plus élevée, ce qui réduit le chauffage résistif. qui provoque des défauts. Des expériences préliminaires montrent que le cuivre froid et d’autres améliorations de la conception des cavités permettent des intensités de champ aussi élevées que 250 MV/m sans dommage. Les dégradés que vous pouvez obtenir sont vraiment incroyables, dit Nanni.

Ce développement a inspiré certains physiciens à relancer l’idée d’une collision linéaire conductrice normale. « En l’absence de bonnes nouvelles en provenance du Japon, nous avons décidé de commencer à calculer combien de temps la machine prendra et combien elle coûtera », a déclaré Caterina Vernieri du SLAC. Lui et d’autres collègues ont esquissé un impacteur de 8 km de long qui pourrait produire des gradients aussi élevés que 120 MV/m. Le moteur fonctionnera initialement à 250 GeV, puis augmentera à 550 GeV. En comparaison, l’ILC, avec une pente prévue de 31 MV/m, devrait être allongé de 30 km pour atteindre 500 GeV. De nombreux facteurs affectent le coût d’une machine, mais le prix correspond généralement à sa longueur, explique Nanni. Les chercheurs offrent C³ idées à considérer à Snowmass. « Nous pensons qu’il s’agit d’une opportunité intéressante que nous voulons présenter à la communauté », a déclaré Vernieri. « Et ça gagne du terrain. »

« Il reste encore beaucoup à montrer, mais C³ promet de très bien se comparer à d’autres projets plus matures et gérables de manière réaliste aux États-Unis », a déclaré Laura Reina de la Florida State University. Reina est co-fondatrice du groupe Energy Frontier à Snowmass, qui évalue de futurs projets pour étudier le Higgs et d’autres particules lourdes. Prochaines étapes pour C³ est de mener une expérience de 9 m de long qui montrera que la technologie ne réserve aucune surprise puisque de longs empilements de cavités froides en cuivre sont reliés entre eux. Le financement du projet de démonstrateur sera examiné par le Particle Physics Project Priority Panel, qui finalisera une « liste de souhaits » que les physiciens américains des particules enverront au Congrès d’ici 2023.

« Deux aspects importants de C³ Ce qui est vraiment intéressant, c’est sa capacité à réduire les coûts ainsi que le temps de construction de l’usine Higgs », a déclaré Meenakshi Narain de l’Université Brown, qui est également l’organisateur de Snowmass. Il pensait que C³ les propositions contribuent à « rafraîchir la société », notamment en encourageant la participation des physiciens en début de carrière. Vernieri appartient à ce groupe de début de carrière. « Les physiciens de ma génération sont impatients de comprendre ce que l’avenir nous réserve au-delà du LHC et si nous aurons un jour des machines », a-t-il déclaré. Vernieri recommande C³, mais il serait satisfait de l’ILC ou d’un autre projet. « Je veux posséder l’usine Higgs, quelle qu’elle soit. »

–Michael Schirber

Michael Schirber est rédacteur en chef correspondant pour Revue de physique basé à Lyon, France.