Écrire l'avenir de la physique des particules

Jan 20, 2020

Du 21 au 25 janvier, d'éminentes personnalités de la physique européenne des particules se retrouvent dans la petite ville de Bad Honnef (Allemagne), pour d’intenses discussions qui orienteront l'avenir de la recherche fondamentale. La réunion de rédaction de la stratégie marque une étape clé des discussions en vue de la mise à jour de la stratégie européenne pour la physique des particules.

Le processus de mise à jour de la stratégie européenne pour la physique des particules a commencé en septembre 2017. Suite à un appel à contributions, lancé en 2018, 160 contributions avaient été soumises, venant des différents acteurs de la communauté. Elles ont été débattues lors d'un symposium public, tenu à Grenade (Espagne) en mai 2019. Un Cahier d'information de 200 pages a ensuite fait la synthèse des contributions en proposant un résumé scientifique objectif, sur lequel s'appuient les discussions de cette semaine. Les recommandations qui seront formulées à Bad Honnef devront être formellement approuvées par le Conseil du CERN le 25 mai prochain lors d’une réunion qui se tiendra à Budapest (Hongrie).

Cette mise à jour de la stratégie, la troisième depuis 2005, s'attache à déterminer le grand projet qui succédera au Grand collisionneur de hadrons (LHC), une fois que la phase de haute luminosité sera arrivée à terme, à la fin des années 2030. Il existe un large soutien pour un projet de collisionneur électron-positon qui sonderait en profondeur le secteur du Higgs, associé à un collisionneur proton-proton de haute énergie au CERN. En Europe, les options possibles sont le Collisionneur linéaire compact et le Futur collisionneur circulaire. Parmi les projets en lice, on trouve aussi un Collisionneur linéaire international (ILC), au Japon, et un grand Collisionneur électron-positon circulaire, en Chine. La mise à jour de la stratégie sera aussi l’occasion de réfléchir aux expériences hors collisionneur, de même qu’aux aspects liés à l'informatique, à l'instrumentation et à d'autres domaines de plus en plus importants pour la discipline, tels que l'efficacité énergétique et la communication.

À l'occasion de sa présentation annuelle au personnel, le 14 janvier dernier, la Directrice générale du CERN, Fabiola Gianotti, a reconnu les énormes efforts déployés au cours du processus de mise à jour de la stratégie, et a déclaré qu'elle espérait qu'une recommandation concernant le prochain grand collisionneur du CERN ferait partie des priorités de la stratégie mise à jour.

« Le lancement d'un nouveau projet au début des années 2040 est crucial afin que la communauté reste motivée et engagée, a déclaré Fabiola Gianotti, soulignant que le CERN et l'Europe doivent également être disposés à participer à des projets de pointe en physique des particules ailleurs dans le monde. Le boson de Higgs est une valeur sûre. Il est lié au secteur le plus obscur et problématique du Modèle standard ; il correspond à des nombres quantiques spéciaux et représente un nouveau type d'interaction. Il constitue par conséquent une ouverture exceptionnelle sur une nouvelle physique, qui ne peut être étudiée qu'auprès de collisionneurs. »

Lors de la précédente mise à jour de la stratégie, qui a pris fin en 2013, plusieurs recommandations prioritaires avaient été formulées : pleine exploitation du LHC, y compris sa transformation en machine de haute luminosité et mise à niveau des détecteurs ; R&D et études de conception pour une future machine à la frontière des hautes énergies au CERN ; établissement d'un programme neutrino au CERN pour le développement de détecteurs destinés à des expériences menées auprès d'installations neutrino basées sur des accélérateurs dans le monde entier ; et accueil d'une proposition du Japon en vue d’examiner l'éventuelle participation de l'Europe à l'ILC. La mise en œuvre des trois premières recommandations est bien avancée ; en ce qui concerne la quatrième, le gouvernement du Japon doit encore se prononcer sur l'ILC. Autre conclusion de la mise à jour de 2013, la nécessité d'établir une collaboration plus étroite avec les communautés de la physique des astroparticules et de la physique nucléaire. La récente création du centre de théorie pour la physique des astroparticules (EuCAPT), et le lancement de la nouvelle série de séminaires conjoints ECFA-NuPECC-APPEC (JENAS), ont notamment permis d’y répondre. Un appel à une plus grande diversité scientifique avait en outre été lancé, conduisant à l’instauration de l'initiative sur la Physique au-delà des collisionneurs, coordonnée par le CERN, qui occupera également une place centrale dans les discussions de cette semaine.

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Ce texte a été initialement publié sur le site cerncourier.com.

Mise à jour au 27 janvier : à l’issue de la réunion, une déclaration énonçant les prochaines étapes du processus a été établie.


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