Vers de futurs collisionneurs

Apr 08, 2019

Tout ce qui reste à faire, c'est de mettre les points sur les « i » : un refrain récurrent en physique, qui se révèle immanquablement faux. À l'aube du XXe siècle, certains prétendaient que la physique était complète. Heureusement, d'autres ont choisi de s'intéresser aux nuages apparemment inoffensifs qui assombrissaient l'horizon des théories alors contemporaines. Grâce à eux, nous avons à présent la mécanique quantique et la relativité, concepts qui sous-tendent la physique d'aujourd'hui, sans parler d'une ribambelle d'industries qui n'auraient autrement pas pu voir le jour. Et pourtant, la mécanique quantique et la relativité étaient littéralement inimaginables dans le paradigme de la physique du XIXe siècle. 

Nous sommes aujourd'hui dans une situation similaire, mais avec des nuages un peu plus épais. Après des décennies de succès ininterrompus, le Modèle standard règne en maître sur le monde des particules fondamentales. Certaines découvertes, telles que celle du quark t en 1995, s'accordent parfaitement avec la théorie, comme les pièces d'un puzzle.

La découverte du boson de Higgs était d'un autre ordre. Paradoxalement, elle a représenté à la fois le couronnement ultime du Modèle standard et le nuage le plus sombre obscurcissant son horizon. Nous savons que le Modèle standard est incomplet ; la découverte du boson de Higgs nous a menés vers une série d'interactions fondamentales jusqu'ici non étudiées. C'est pour cette raison que nous devons prévoir un futur collisionneur capable de reprendre le flambeau une fois que le LHC sera arrivé au terme de son existence, dans la seconde moitié des années 2030. La découverte du Higgs marque à la fois l'achèvement d'un voyage et le début d'un nouveau. Tout comme Galilée, qui n'aurait pas pu imaginer les conséquences qu'auraient ses innovations lorsqu'il a perfectionné le télescope, nous ne pouvons prédire où les futurs collisionneurs nous mèneront en matière de nouvelles connaissances. À l'époque, tout comme maintenant, une seule chose était sûre : ces innovations allaient avoir des retombées importantes. 

La comparaison avec le télescope est particulièrement appropriée, car les domaines de la physique des particules et de la cosmologie sont aujourd'hui inextricablement liés. Les deux disciplines s'intéressent de plus en plus aux mêmes questions, mais depuis les extrémités opposées de l'échelle des distances. Si nous voulons poursuivre le voyage de découverte scientifique en physique fondamentale entrepris il y a plusieurs siècles par l'humanité, nous avons besoin d'un effort coordonné au niveau mondial soutenu par un programme d'expérimentation diversifié, allant de la physique des particules à la cosmologie observationnelle, en passant par l'astrophysique des particules et d'autres domaines. Les collisionneurs de haute énergie resteront un ingrédient indispensable dans cette entreprise. Le CERN et la communauté européenne de la physique ont toujours été à l'avant-garde de la science des accélérateurs, et ont beaucoup à offrir à ce domaine dans le voyage qui suivra l'ère du LHC. Le futur de la physique fondamentale a plus que jamais besoin de collisionneurs, et c'est pour cela que la mise à jour de la stratégie européenne pour la physique des particules est si importante.


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