Le destroyer de particules Future Circular Collider (FCC) sera plus de trois fois plus long que le LHC, qui est déjà le plus grand et le plus puissant collisionneur de particules au monde, construit dans l’espoir de découvrir des secrets sur le fonctionnement de l’univers.

La FCC créera un nouveau tunnel circulaire sous la France et la Suisse, de 91 kilomètres (56,5 miles) de long et d’environ cinq mètres (16 pieds) de diamètre.

« L’objectif de la FCC est de repousser les limites de l’énergie et de l’intensité des particules du collisionneur, dans le but d’atteindre une énergie d’impact de 100 téra électron-volts, dans la quête d’une nouvelle physique », a déclaré le CERN.

Le tunnel traversera la région de Genève et son lac homonyme en Suisse, et bouclera vers le sud près de la belle ville française d’Annecy.

Huit sites techniques et scientifiques seront construits en surface, dont sept en France et un à Genève, a déclaré cette semaine à la presse l’ingénieur du CERN Antoine Mayoux.

Après avoir effectué l’analyse théorique, « nous nous lançons maintenant pour la première fois dans des activités de terrain » pour étudier les problèmes environnementaux potentiels, a-t-il dit, en suivant des études sismiques et géotechniques.

Les mystères de l’univers

Une fois l’étude de faisabilité terminée, les pays membres du CERN – 22 pays européens plus Israël – décideront au cours des cinq à six prochaines années s’ils souhaitent établir un FCC.

La FCC accélérera les électrons et les positrons jusqu’en 2060, puis les hadrons jusqu’en 2090, alors qu’elle cherche des réponses à de nombreuses questions fondamentales de physique restantes, avec environ 95% de la masse et de l’énergie de l’univers encore un mystère.

Le Grand collisionneur de hadrons du CERN – un anneau de 27 kilomètres de long qui s’étend à une centaine de mètres sous terre – a commencé à détruire l’inconnu.

Entre autres choses, il a été utilisé pour prouver l’existence du boson de Higgs – surnommé la particule de Dieu – qui a élargi la compréhension de la façon dont les particules gagnent en masse et a valu à deux scientifiques qui ont théorisé son existence le prix Nobel de physique 2013.

Mais le LHC, qui a commencé ses opérations en 2010, devrait être opérationnel vers 2040.

« Le problème avec les accélérateurs est qu’à un moment donné, quelle que soit la quantité de données que vous collectez, vous vous heurtez à un mur d’erreurs systématiques », a déclaré Patrick Janot, physicien du CERN.

« Vers 2040-2045, nous prendrons toutes les substances de précision possibles avec le LHC », a-t-il déclaré.

« Il sera temps de passer à quelque chose de beaucoup plus puissant, de beaucoup plus lumineux, pour mieux voir les contours de la physique que nous étudions. »

Ouvre la porte du futur

Certains chercheurs craignent que ce vaste projet ne dévore des fonds qui pourraient être utilisés pour d’autres recherches en physique moins abstraites.

Mais d’autres insistent sur le fait que l’avancement de la physique fondamentale est également important pour le progrès de la physique appliquée.

« Les bénéfices de nos recherches sont très importants », a déclaré Malika Meddahi, directrice adjointe du CERN pour les accélérateurs et la technologie, citant l’imagerie médicale et la lutte contre les tumeurs comme exemples.

Janot est d’accord : « Le jour où le canon à électrons a été inventé, c’était le début d’un accélérateur ; nous n’avions aucune idée qu’il donnerait naissance à la télévision. Le jour où la relativité générale a été découverte, nous n’avions aucune idée qu’il serait utilisé pour faire fonctionner le GPS. « 

Harry Cliff, physicien des particules à l’Université britannique de Cambridge, admet que le FCC est un « outil coûteux ».

Mais il a noté qu’il serait construit par « une grande collaboration internationale de pays travaillant ensemble sur une très longue période de temps ».

« La physique des particules ne consiste pas à découvrir de nouvelles particules, il s’agit de comprendre les ingrédients de base de la nature et les lois qui les régissent. »

Concurrence chinoise

Plus de 600 instituts et universités du monde entier utilisent les installations du CERN et sont responsables du financement et de la réalisation des expériences auxquelles ils participent.

Cependant, le CERN a peu de concurrents : la Chine a annoncé en 2015 qu’elle avait l’intention de démarrer d’ici une décennie les travaux de construction du plus grand accélérateur de particules du monde.

Michael Benedikt, qui a dirigé l’étude de faisabilité de la FCC, a déclaré à l’AFP que le CERN avait plus de 60 ans d’expérience dans le développement d’infrastructures de recherche à long terme.

Et la stabilité politique en Europe aide à « minimiser les risques de développement pour un projet à si long terme », a-t-il déclaré.

Meddah a également souligné la position de leader de l’Europe sur le terrain, mais a averti que « la Chine affiche la même ambition ».

« Soyons vigilants et assurons-nous que nous ne sommes pas sur le point de changer cette hiérarchie », a-t-il déclaré.