Les collisionneurs de particules sont des machines puissantes qui brisent les particules ensemble à haute énergie pour étudier les éléments fondamentaux de la matière. Cependant, ils consomment également beaucoup d’énergie. Par exemple, le Grand collisionneur de hadrons (LHC) du CERN consomme environ 1,2 térawattheure d'électricité par an, ce qui est suffisant pour alimenter une petite ville.
Il existe plusieurs façons de rendre les collisionneurs de particules plus économes en énergie. Une solution consiste à utiliser des aimants supraconducteurs. Les aimants supraconducteurs sont fabriqués à partir de matériaux qui conduisent l'électricité sans résistance à très basse température. Cela signifie qu’ils peuvent générer des champs magnétiques très puissants sans utiliser beaucoup d’énergie.
Une autre façon de rendre les collisionneurs de particules plus économes en énergie consiste à utiliser des détecteurs de particules économes en énergie. Les détecteurs de particules sont utilisés pour suivre les particules produites lors des collisions. Certains détecteurs de particules sont plus économes en énergie que d’autres, et l’utilisation des détecteurs les plus efficaces peut contribuer à réduire la consommation énergétique globale d’un collisionneur de particules.
Enfin, les collisionneurs de particules peuvent être rendus plus économes en énergie en réduisant le nombre de collisions qui se produisent dans la machine. Cela peut être réalisé en réduisant le nombre de particules circulant dans le collisionneur ou en augmentant la distance entre les particules.
En utilisant ces techniques, il est possible de rendre les collisionneurs de particules plus économes en énergie sans sacrifier leurs performances. Il s’agit d’un objectif important, car les collisionneurs de particules sont des outils essentiels pour étudier la nature fondamentale de la matière.
Voici quelques exemples spécifiques de la façon dont les collisionneurs de particules ont été rendus plus économes en énergie :
* Le LHC utilise des aimants supraconducteurs pour générer ses champs magnétiques. Ces aimants sont fabriqués à partir d'un matériau appelé niobium-titane, qui devient supraconducteur à une température d'environ 9,2 Kelvin. Les aimants du LHC sont refroidis à cette température à l'aide d'hélium liquide.
* Le LHC utilise également des détecteurs de particules économes en énergie. L'un des détecteurs les plus importants est le détecteur ATLAS, composé d'une série de couches de différents matériaux. Ces matériaux sont utilisés pour suivre les particules produites lors des collisions et sont conçus pour être aussi économes en énergie que possible.
* Le LHC a été conçu pour réduire le nombre de collisions qui se produisent dans la machine. Cela se fait en réduisant le nombre de protons circulant dans le collisionneur et en augmentant la distance entre les protons.
Grâce à ces efforts, le LHC est l’un des collisionneurs de particules les plus économes en énergie au monde. Elle consomme environ 1,2 térawattheure d’électricité par an, soit à peu près la même quantité d’électricité que celle utilisée par une petite ville.
