Un nouveau site a ouvert vendredi, 15 juin 2018, au LHC, le grand collisionneur de hadrons. Commencé en 2011, ce projet vise à mettre en service un LHC à haute luminosité (HL-LHC) d'ici 2026 qui augmentera le nombre de collisions proton-proton et collectera plus de données. La France contribue substantiellement à ce projet (à hauteur de 180 millions d'euros, y compris les salaires). Les équipes du CNRS et du CEA participent à des travaux de recherche et développement technologiques spécifiquement sur les aimants supraconducteurs et sur l'allongement de la durée de vie des détecteurs et de l'accélérateur. En France, plus de 400 scientifiques participent à ce renouvellement du plus grand et plus puissant collisionneur de particules au monde.

Le LHC – Large Hadron Collider – a été mis en service pour la première fois en 2008. Il s'agit d'un anneau d'une circonférence de 27 kilomètres équipé de milliers d'aimants supraconducteurs qui retiennent les particules accélérées à l'intérieur de l'anneau. Les particules propulsées entrent en collision à une vitesse proche de la vitesse de la lumière. Pour collecter des données, le collisionneur dispose de quatre détecteurs de particules :Atlas, CMS, Alice et LHCb.

Ce nouveau travail consiste à augmenter la luminosité du collisionneur d'un facteur 5 à 7, concentrer le plus grand nombre possible de particules dans le plus petit espace possible, augmentant ainsi le nombre de collisions au moment où les deux faisceaux de protons se croisent. Cela permettra aux scientifiques d'étudier des phénomènes rares et d'obtenir les résultats de haute précision indispensables pour spécifier les propriétés du boson de Higgs. Plus généralement, il s'agit d'une étape vers la compréhension du modèle standard et des scénarios qui en découlent.

Le CNRS et le CEA pilotent la partie française de la collaboration. Ils travaillent depuis plusieurs années sur des aimants supraconducteurs destinés à focaliser efficacement les faisceaux. Ces aimants sont l'un des éléments de contrôle de tous les futurs accélérateurs. D'autres travaux de R&D dans ce domaine portent sur des aimants à champs très élevés qui, à long terme, augmenter l'énergie des collisionneurs.

Des équipes du CNRS, le CEA, et leurs partenaires universitaires travailleront sur les détecteurs de particules Atlas et CMS :des améliorations importantes seront apportées aux détecteurs afin qu'ils fonctionnent avec de meilleures performances dans des conditions beaucoup plus intenses. Tant pour les détecteurs que pour les accélérateurs, ces projets sont en collaboration avec des petites et moyennes entreprises françaises. Dans le cadre de projets scientifiques, La France envisage également de contribuer au défi du traitement des données des expériences HL-LHC, qui dépassera l'échelle exabyte1 pour la première fois.

Selon le calendrier actuel, le HL-LHC fonctionnera de 2026 à 2036-37 après deux phases d'arrêt :2019-2020 et 2024-2026 (lorsque le CNRS et le CEA travailleront sur les détecteurs de particules).