Le CERN a officiellement inauguré mercredi l'étude sur le relèvement de la luminosité du LHC, ou « LHC haute luminosité », à l'occasion d'un atelier qui rassemble des scientifiques et ingénieurs de 14 instituts européens ainsi que d'autres instituts du Japon et des États-Unis d'Amérique.

L'objectif est d'ouvrir la voie à un relèvement de la luminosité du LHC à l'horizon 2020. La luminosité – une mesure du taux de collisions qui se produisent dans un accélérateur de particules – est une indication des performances d'un collisionneur.

Le LHC produit déjà une luminosité plus élevée qu'aucun autre accélérateur de protons de haute énergie dans le monde. Cette caractéristique est d'une importance capitale pour les physiciens qui souhaitent étudier des processus extrêmement rares survenant au cours des collisions de particules.

« Des centaines de millions de particules entrent en collision chaque seconde dans le LHC, mais les processus qui nous intéressent ne se produisent que quelques fois par jour, a expliqué Sergio Bertolucci, directeur de la recherche au CERN. Comme ces processus sont très rares, une luminosité accrue peut faire la différence pour les mesures de précision et nous mener à des découvertes. »

Cet atelier marque le lancement de la phase de conception initiale du projet, dont le but est d'accroître la luminosité du LHC d'un facteur 5 à 10 par rapport à sa valeur nominale actuelle. Tirant parti des compétences disponibles dans le monde entier, il rassemble des scientifiques de la collaboration CERN-KEK et du programme américain de recherche sur l'accélérateur LHC (LARP) – deux entités bien connues dans le monde de la physique des particules – pour travailler sur une nouvelle étude de conception européenne, dans le cadre du 7e PC de la Commission européenne.

« Nous avons établi une collaboration dans laquelle tous les partenaires participent au même niveau, a indiqué Lucio Rossi, coordinateur du projet LHC haute luminosité. Alors que nous construisions et mettions en service le LHC, les équipes du LARP et du KEK développaient de nouvelles technologies pour les aimants de la prochaine génération. Leurs activités de recherche et développement seront essentielles à notre succès. »

Pour préparer le LHC à une luminosité accrue, il sera nécessaire de développer des technologies nouvelles pour des éléments aussi variés que les aimants à champ élevé, les cavités radiofréquence et les lignes de transfert électriques. Ces nouveaux éléments reposent tous sur la technologie supraconductrice.

« Toutes ces nouvelles technologies impliquent de nouvelles études, mais les partenaires du projet ont le savoir-faire nécessaire pour les développer avec succès, a expliqué Lucio Rossi. Lors de la réunion de lancement du projet, nous coordonnerons les travaux de façon à accroître les synergies entre les différents partenaires, en faisant le point sur ce qui a été accompli jusqu'ici, et nous définirons les futures étapes. »