Grand collisionneur de hadrons

Grand collisionneur de hadrons
Name	Grand collisionneur de hadrons
Status	Proposal
Type	Collisionneur de hadrons

Grand collisionneur de hadrons.

Le projet dit Grand collisionneur de hadrons est une proposition d'installation de recherche fondamentale visant à étendre les capacités des accélérateurs de particules au-delà de celles du Grand collisionneur de hadrons (LHC) interdit. Il s'inscrit dans la lignée des grandes infrastructures européennes et internationales telles que CERN, Fermilab, DESY, KEK et INFN et vise à fédérer des communautés issues d'institutions comme CNRS, CEA, Universität Zürich, Oxford University et Massachusetts Institute of Technology.

Contexte et justification

Le dossier se fonde sur des précédents historiques et institutionnels, incluant les succès du Large Hadron Collider, la découverte du boson de Higgs suivie par des collaborations transnationales impliquant ATLAS, CMS, LHCb et ALICE ainsi que des laboratoires comme SLAC National Accelerator Laboratory, Brookhaven National Laboratory et Lawrence Berkeley National Laboratory. Les motivations invoquent des lacunes ouvertes après les campagnes de mesures de Physique des particules coordonnées par des organismes tels que European Research Council, National Science Foundation, Department of Energy et World Health Organization pour l'impact sociétal indirect. Les promoteurs citent également des feuilletons politiques et financiers évoqués lors du Conseil européen et des décisions prises par des ministères comme Ministère de l'Enseignement supérieur, de la Recherche et de l'Innovation en France et Bundesministerium für Bildung und Forschung en Allemagne.

Conception et caractéristiques techniques

La conception propose une cavité circulaire comparable aux tunnels utilisés par LHC mais envisagée avec des paramètres inspirés par des projets antérieurs tels que Future Circular Collider et Super Proton–Proton Collider étudiés par CERN et par des consortiums sino-européens impliquant des équipes de IHEP. Les composantes techniques comprennent des aimants supraconducteurs analogues à ceux développés avec des participant·e·s comme Tesla Technology Consortium, ITER (pour les technologies cryogéniques) et des fournisseurs industriels tels que Siemens, Alstom, Thales et General Electric. Les détecteurs projetés s'articulent autour de concepts de suivi et calorimétrie mis au point dans des collaborations comme ATLAS, CMS, Belle II et LHCb, impliquant des fournisseurs de microélectronique comme ASML et Infineon Technologies. Les exigences énergétiques et cryogéniques rappellent des synergies avec des projets d'énergie renouvelable portés par Enel, EDF, RWE et Iberdrola.

Installation et site proposé

Plusieurs sites européens et transcontinentaux ont été évalués, en tenant compte des enseignements tirés par des implantations historiques telles que celle de CERN à Genève, du campus de Fermilab en Batavia, Illinois et des implantations asiatiques comme KEK à Tsukuba. Des autorités locales comme Conseil départemental et des administrations régionales comparables à Île-de-France et Baden-Württemberg ont été consultées en parallèle à des organismes nationaux tels que Agence nationale pour la recherche et National Natural Science Foundation of China. Les critères incluent l'accès aux réseaux ferroviaires et aéroportuaires desservis par des hubs comme Aéroport de Genève, Frankfurt Airport, Heathrow et Paris-Charles de Gaulle, ainsi que la proximité d'universités et centres hospitaliers universitaires comme Université de Genève, École Polytechnique, Université Pierre et Marie Curie et Imperial College London.

Recherche et objectifs scientifiques

Les objectifs scientifiques visent à sonder des régimes d'énergie inexplorés pour étudier des problématiques reliées au modèle standard (physique) et à ses extensions, à rechercher des signatures de phénomènes évoqués par des théories associées à des groupes de recherche comme SUSY étudiés par équipes analogues à CMS et ATLAS, et à tester des modèles inspirés par des collaborations théoriques de Institut des Hautes Études Scientifiques et Perimeter Institute. Le programme pluridisciplinaire toucherait des axes en physique des neutrinos étudiés par Super-Kamiokande et DUNE, en physique nucléaire comme dans GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research, et en instrumentation avancée développée avec des centres comme CEA Saclay, Rutherford Appleton Laboratory et DESY. Des objectifs incluent la mesure de couplages faibles, l'étude de la matière noire via signatures comparables à celles recherchées par XENONnT et LUX-ZEPLIN, ainsi que des tests de violation de symétries étudiées par groupes autour de prix tels que le prix Nobel.

Impacts économiques, environnementaux et sociétaux

L'analyse d'impact s'appuie sur des modèles économiques mobilisés par des études de cas comme celles de CERN et de grands projets d'infrastructure tels que Eurotunnel et HS2. Les retombées industrielles potentielles concernent des secteurs représentés par entreprises comme Thales, Airbus, Leonardo, Schneider Electric et Bosch. Les évaluations environnementales prennent en compte les normes fixées par institutions comme Agence européenne pour l'environnement et incluent des consultations avec ONG et comités d'éthique comparables à Greenpeace, WWF et Comité International de la Croix-Rouge pour les impacts locaux. Les effets sur l'emploi et la formation seraient discutés avec universités et pôles de compétitivité tels que Università degli Studi di Milano, Technical University of Munich et Politecnico di Milano.

Gouvernance, financement et calendrier

La gouvernance projetée mêlerait organismes internationaux et agences de financement comparables à CERN Council, European Commission, European Investment Bank et World Bank, en s'appuyant sur accords intergouvernementaux négociés entre États membres semblables aux traités impliquant Conseil de l'Europe et Organisation des Nations unies. Les partenaires industriels et académiques envisagés incluent consortiums réunissant CEA, CNRS, INFN, STFC, DOE et NSF. Les modèles de financement juxtaposeront contributions publiques et apports privés à l'image des montages financiers de ITER et des partenariats public-privé coordonnés par European Bank for Reconstruction and Development. Le calendrier proposé évoque des phases de conception, d'approbation, de construction et d'exploitation sur plusieurs décennies, comparable aux plannings suivis par CERN pour l'extension des infrastructures.

Category:Accélérateurs de particules