En décembre 2018, le Grand collisionneur de hadrons (LHC) du CERN, le plus grand et le plus puissant accélérateur de particules au monde, avait été fermé afin que des améliorations puissent être apportées à l’installation. Le 22 avril, le LHC a repris ses activités pour son troisième cycle d’exploitation.
Le LHC se présente en un anneau de vingt-sept kilomètres de circonférence enterré à cent mètres de profondeur sous la frontière franco-suisse. À l’intérieur, des faisceaux de protons (qui constituent les boyaux des atomes) sont projetés dans les deux sens afin de simuler les conditions extrêmes ayant régné aux premiers instants de l’Univers.
En tant qu’accélérateur le plus puissant du monde, le LHC peut alors générer des centaines de millions de collisions de particules chaque seconde. Ces collisions à des vitesses proches de celle de la lumière génèrent alors des explosions susceptibles de libérer de nouvelles particules de matière. Le boson de Higgs, ou « particule de Dieu », dont la découverte fut annoncée en juillet 2012, en est un exemple.
Bien que le LHC ait conduit à de nouvelles découvertes en physique tout au long de ses deux précédentes exploitations réussies (Run 1 en 2009-2013 et Run 2 en 2015-2018), les équipes du CERN ont stoppé les opérations il y a trois ans pour effectuer de nouvelles mises à jour.
Deux années de tests avant d’autres mises à niveau
Parmi ces améliorations, le CERN a ainsi augmenté la puissance des injecteurs du LHC (qui permettent la projection des faisceaux de particules). Au cours du Run 2, clôturé en 2018, le collisionneur pourrait accélérer des faisceaux de particules jusqu’à une énergie de 6,5 téraélectronvolts. Désormais, cette puissance est portée à 6,8 téraélectronvolts (un téraélectronvolt est à peu près égal à 1 trillion d’électronvolts, ou TeV).
Afin de tirer parti de cette mise à niveau, des milliers d’aimants supraconducteurs du LHC, qui dirigent les faisceaux de protons, doivent apprendre à s’adapter à ces courants plus forts après avoir été inactifs pendant plusieurs années. D’après le CERN, il faudra environ 12 000 tests individuels pour effectuer cet ajustement.
Ces améliorations permettront ainsi de réaliser des collisions encore plus importantes qu’auparavant, révélant potentiellement de nouvelles informations sur le comportement des particules. Or, ce n’est qu’en ayant une meilleure appréhension de la matière que nous serons en mesure de mieux comprendre le fonctionnement de l’Univers.
Lancé ce 22 avril, le Run 3 durera jusqu’en 2024, date à laquelle il y a aura une autre interruption pour effectuer d’autres mises à niveau. Le LHC reprendra ensuite ses activités en 2028.
