Omniscience

14 février 2007 - Du LHC à l'ILC ou comment accélérer la particule

Avant même que le Grand collisionneur de hadrons (LHC), le nouvel accélérateur de particules du Cern (instrument scientifique le plus grand, le plus puissant et le plus complexe du monde), n'ait émis ses premiers protons sous la frontière franco-suisse, les physiciens de l'infiniment petit poussent à la construction de son successeur, encore plus grand et au moins aussi coûteux !

Le futur Collisionneur linéaire international (ILC) nécessitera le percement d'un double tube souterrain de 31 kilomètres de long (contre 27 kilomètres pour le LHC), pouvant être étendu à 50 km, selon l'avant-projet dévoilé la semaine dernière à Pékin. Son coût estimé : 6,7 milliards de dollars. Une somme telle que la communauté scientifique mondiale devra se contenter d'un seul de ces joujoux. Les Etats-Unis semblent pour l'heure les plus intéressés pour l'accueillir.

Les études d'ingénierie devraient débuter cet automne, pour permettre une décision de lancement vers 2010. Les premiers coups de pioche sont espérés en 2012 pour permettre une inauguration à la fin de la décennie. Les physiciens y étudieront les particules nées de la collision, à des vitesses proches de la lumière, d'électrons et de leurs particules d'antimatière, les positrons. Ils en attendent une meilleure compréhension de l'origine de la composition de l'énergie noire et de la matière noire (qui à elles deux représentent 96% de la masse de l'Univers).

Le démarrage du collisionneur LHC du Cern est attendu avant la fin de l'année 2007. On y effectuera des collisions entre protons, propulsés avec des énergies considérables, de l'ordre de 14 teraélectronvolts (TeV). Soit 14 fois l'énergie d'un moustique en vol concentrée dans un volume mille milliards de fois plus petit ! L'ILC, lui, fonctionnera à des énergies bien moins élevées : 0,5 TeV dans un premier temps, puis 1 TeV. « Mais toute l'énergie est utilisée dans les collisions électrons-positrons, ce qui n'est pas le cas avec les protons qui sont des particules composites », souligne Guy Wormser, directeur du Laboratoire de l'accélérateur linéaire (IN2P3/CNRS), présent à la réunion de Pékin.

Ce monstre en gestation sera toutefois sûrement le dernier de son espèce. « L'ILC représente probablement le maximum que l'on pourra faire avec ce type de technologies », reconnaît Guy Wormser. Dans une étude à paraître jeudi dans la revue scientifique britannique Nature, des physiciens de Stanford annoncent être parvenus à doubler l'énergie dans leur accélérateur SLAC, de 3 kilomètres, en faisant transiter leur faisceau d'électrons dans un plasma de moins d'un mètre de long. « Les accélérateurs à plasma sont une technologie prometteuse, peut-être la solution de l'avenir, mais à une échelle de 20 ou 25 ans au mieux », souligne Guy Wormser. Pour l'instant, seule une fraction infime des électrons du faisceau est effectivement accélérée. Et le faisceau ainsi produit n'est pas assez « concentré » pour permettre un nombre de collisions optimal.

Pour en savoir un peu plus sur les applications de ce type de recherches, le manuel médical de Biophysique paru chez Omniscience fait le point sur les propriétés physiques des rayonnements ionisants et sur les détecteurs de rayonnements ionisants. En effet, outre une meilleure compréhension de l’Univers, ce type de recherches a permis de faire progresser l’imagerie médicale (avec l'aide notamment des marqueurs radiopharmaceutiques) et la radiothérapie durant ces dernières décennies ! Voir toutes les actualités >>>