- Le LHC, l’accélérateur de particules le plus puissant au monde, a achevé sa dernière exploitation physique, et le CERN entre dans le Long Shutdown 3 (LS3) pour préparer le High-Luminosity LHC
- Les données accumulées lors des Runs 1 à 3 depuis la première circulation de faisceau en 2008 ont conduit à des résultats majeurs, dont la découverte du boson de Higgs en 2012 et celle de plus de 85 hadrons
- Prévu pour entrer en service en 2030, le HiLumi LHC augmentera la luminosité jusqu’à 10 fois par rapport à la conception initiale, afin de renforcer l’étude de précision du boson de Higgs et l’exploration au-delà du modèle standard
- Pendant le LS3, des milliers de spécialistes convertiront le LHC, les injecteurs et les dispositifs expérimentaux vers la version HiLumi, avec au seul LHC le retrait et le remplacement de 1,2 km d’aimants et de composants
- ATLAS et CMS devront traiter bien davantage de collisions et plus de 5 milliards d’interactions par seconde, ce qui impose une refonte majeure des technologies de déclenchement et de détection
Fin d’exploitation du LHC et transition vers le LS3
- Le LHC a été arrêté après sa dernière exploitation physique, et le CERN a lancé le Long Shutdown 3 (LS3)
- Le LS3 est un vaste programme regroupant maintenance, renforcement, mises à niveau et travaux d’installation, afin de préparer le laboratoire à l’étape du High-Luminosity LHC
- Le LHC a fait circuler son premier faisceau en septembre 2008, puis fourni ses premières collisions de protons en 2009
- Au cours de ses trois périodes d’exploitation, les Runs 1–3, il a fourni aux expériences un volume de données sans précédent
Les résultats scientifiques et technologiques laissés par le LHC
- Le résultat le plus connu est la découverte du boson de Higgs, annoncée le 4 juillet 2012 par les collaborations ATLAS et CMS
- Cette découverte a confirmé un mécanisme proposé près d’un demi-siècle plus tôt
- Après le boson de Higgs, le LHC a continué à faire progresser plusieurs domaines
- Découverte de plus de 85 hadrons
- Établissement de limites d’exclusion pour la découverte de nouvelles particules
- Exploration du déséquilibre entre matière et antimatière
- Étude des propriétés du plasma de quarks et de gluons
- Mesures aux implications importantes pour l’astrophysique
- Au-delà des résultats scientifiques, il a stimulé les avancées en science des accélérateurs, technologies supraconductrices, informatique et coopération internationale
Objectifs et calendrier du HiLumi LHC
- Le HiLumi LHC doit commencer son exploitation en 2030
- Il prévoit d’augmenter la luminosité du collisionneur jusqu’à 10 fois par rapport à sa conception initiale
- Cela permettra de collecter des jeux de données plus vastes et d’étudier le boson de Higgs avec une précision accrue
- Les chances de découvrir des phénomènes au-delà du modèle standard en seront également renforcées
- Le CERN clôt une phase d’exploitation du LHC et entre dans un tournant vers le HiLumi LHC
L’ampleur des travaux d’ingénierie du LS3
- Le LS3 constitue l’intervention la plus vaste sur le complexe d’accélérateurs du CERN depuis la construction du LHC
- D’ici 2030, des milliers de spécialistes du CERN et d’institutions partenaires du monde entier y participeront
- Les travaux concernent le LHC, les injecteurs et les dispositifs expérimentaux, qui seront convertis vers la version HiLumi
- Des projets de rénovation essentiels seront aussi menés sur l’ensemble du complexe d’accélérateurs et des installations expérimentales
- Renforcement de la SPS North Area
- Démantèlement de la zone cible CNGS
- Conversion d’ECN3 en installation fixed-target à haute intensité
- Rénovation de l’installation ISOLDE
- Renforcement des systèmes de sécurité du personnel, du réseau électrique et des galeries techniques
- Sur le LHC, 1,2 km d’aimants et de composants seront retirés et remplacés par de nouveaux équipements
Mises à niveau d’ATLAS et CMS
- Dans les cavernes du LHC, les expériences ATLAS et CMS subiront des mises à niveau majeures, au point de devenir pratiquement de nouveaux détecteurs
- Pour exploiter les performances du HiLumi LHC, il faudra traiter 140 à 200 collisions proton-proton à chaque bunch crossing
- Lors de la dernière période d’exploitation du LHC, on était à environ 60
- Les deux expériences devront identifier et sélectionner les collisions les plus intéressantes à analyser parmi plus de 5 milliards d’interactions par seconde
- Pour cela, ATLAS et CMS remplaceront entièrement leurs systèmes de déclenchement chargés de choisir les événements à analyser plus en détail
- De nouvelles technologies de détection seront également introduites
- Un all-silicon tracking system doté de plusieurs milliards de readout channels, bien plus nombreux que sur les détecteurs actuels
- Un détecteur de timing de haute précision avec une résolution de quelques dizaines de picosecondes
- Un nouveau calorimeter system capable de fonctionner à des vitesses de l’ordre du mégahertz
Recherche pendant l’arrêt des faisceaux et redémarrage
- Pendant le LS3, aucun faisceau de particules ne circulera
- Des milliers de chercheurs continueront d’analyser l’immense volume de données accumulé pendant l’ère du LHC et d’en extraire de nouveaux résultats en physique
- En parallèle, ils prépareront les instruments pour les futurs défis expérimentaux
- Le complexe d’accélérateurs doit redémarrer progressivement à partir de 2028
- Le HiLumi LHC s’appuiera sur l’héritage du LHC pour ouvrir une nouvelle étape de la physique des hautes énergies et offrir l’occasion d’explorer plus en profondeur l’Univers et les questions fondamentales de la science
1 commentaires
Avis sur Hacker News
J’ai visité les CERN Open Days pendant une précédente longue période d’arrêt, et c’était une rare occasion pour les visiteurs d’entrer dans le LHC
J’ai marché environ 500 m le long de la ligne de faisceau, et malgré tous les dispositifs de protection, le faisceau lui-même était étonnamment petit
Le moment où je me suis tenu à l’intérieur de LHCb a été l’un des plus marquants de ma vie en matière d’émerveillement devant la science et la technologie, et les photos ne rendent absolument pas cela
Tout un bâtiment souterrain à plusieurs niveaux est recouvert de câbles et de capteurs, et l’expérience de se tenir directement à l’intérieur de la plus grande machine jamais construite par l’humanité est difficile à décrire avec des mots
La quantité de réflexion et de planification qui y est entrée est immense, et le personnel du CERN expliquait aussi les choses avec beaucoup de gentillesse
Si vous pouvez le visiter, je recommande particulièrement d’y aller pour une visite guidée et pendant les Open Days annuels
Vu de l’intérieur, ce n’est pas aussi idéal que les non-spécialistes l’imaginent
On y retrouve les structures de pouvoir habituelles du monde académique, et les doctorants ainsi que les postdocs sont mobilisés pour des tâches de service et de technique plutôt que pour de la recherche indépendante, tandis que les chercheurs doivent souvent se soucier davantage des rôles symboliques et des aspects politiques que de la recherche elle-même
Je me suis demandé si le modèle de carrière PhD→Postdoc→Tenure→Professor servait vraiment à créer une expertise authentique, ou plutôt l’inverse
J’ai ressenti une grande frustration face au fait que la recherche moderne en physique des particules produit des articles presque tous identiques et n’a qu’un faible impact scientifique en dehors de l’augmentation du h-index nécessaire pour obtenir un poste permanent
Je suis maintenant dans l’IT et c’est bien mieux, mais faire de la recherche au CERN reste au final une expérience formidable et très enrichissante
D’après le guide, des personnes brillantes ont enquêté dessus sans parvenir à en identifier la cause profonde, et malheureusement je n’ai pas trouvé de ressources en ligne sur ce sujet
Le télescope de 10,4 m est si grand qu’il est difficile de le faire tenir en entier sur une photo, et c’était formidable de ressentir directement un tel émerveillement
Ce n’était pas comparable au fait de se tenir à côté d’un appareil réellement achevé et ayant servi à faire de la science, mais une section de tube de faisceau avec divers instruments de mesure et des aimants était exposée, et il y avait aussi des stages d’été
Avant que je puisse postuler, le Congrès a coupé le budget, et c’est à ce moment-là que j’ai compris pour la première fois comment la politique fonctionne dans la science, ce qui a brisé ma vision enfantine de son fonctionnement
C’était un appareil vraiment gigantesque, et à l’époque j’avais été très impressionné par le système d’acquisition de données multipasse et le datacenter du détecteur, conçus pour collecter des téraoctets de données en une fraction de seconde
Le datacenter central, avec l’une des dorsales Internet européennes, ainsi que les silos de données, étaient aussi remarquables
Selon les standards de l’époque, la puissance de calcul et la capacité de stockage étaient difficilement imaginables, mais aujourd’hui la densité des données et du calcul a tellement augmenté que ces mêmes chiffres paraîtraient sans doute moins impressionnants
Je me demande si l’annulation du Superconducting Super Collider a été, au final, un gain net ou une perte pour l’ensemble de la science
S’il avait été achevé, son énergie de faisceau aurait été presque trois fois supérieure à celle du LHC modernisé de 2030 (20 TeV contre 7 TeV)
Mais la question centrale n’était pas scientifique, elle était politique
L’exploitation et le budget du SSC auraient-ils survécu aux crises économiques américaines de 2001, 2008 et 2020 ?
On peut aussi imaginer une chronologie où le SSC découvre d’abord le boson de Higgs, puis où le LHC est annulé, retardé ou sous-financé, avant que le SSC lui-même ne ferme lors de la grande récession de 2008 ou d’une phase d’austérité du gouvernement américain
Dans ce cas, il se pourrait qu’aujourd’hui nous n’ayons ni SSC ni LHC
À l’inverse, le SSC aurait peut-être pu avancer d’autres découvertes de 10 à 15 ans
Sa mise en service était prévue pour la fin des années 1990, et la découverte du Higgs par le LHC date de 2012
Et à l’échelle de l’ensemble de la science, le fait que les ressources aient été déplacées de la physique fondamentale des particules vers d’autres domaines a peut-être été bénéfique
Le titre semble un peu exagéré
On ne dit pas adieu au LHC, on lui fait subir une mise à niveau avec une production 10 fois supérieure
« Ils abandonnent le LHC ? Pourquoi je n’ai pas entendu parler d’une nouvelle aussi énorme ? », avant de comprendre que le titre était entièrement formulé de manière trompeuse
L’article disait qu’ils avaient découvert la vérité de l’univers — Dieu, des extraterrestres, ou quelque chose du genre — et qu’ils étaient tellement terrifiés qu’ils avaient arrêté la science pour se préparer à la « vérité » inévitablement révélée
Quand des sources jugées fiables sont remplies d’un tel non-sens manifestement faux, il n’est pas étonnant que la société s’abrutisse en profondeur
J’ai hâte que le LHC redémarre pour faire tourner de petites particules dans son anneau comme dans un derby de destruction cosmique, afin de trouver les plus petits morceaux de la réalité et leur donner des noms ingénieux
J’ai visité le CERN en juillet dernier et j’ai eu la chance d’intégrer une visite de groupe
Le guide était un chercheur postdoc, et il nous a dit que la seule période où les visites générales peuvent prendre l’ascenseur pour descendre est celle des longues périodes d’arrêt
Donc la période actuelle, avec les travaux sur le LHC en cours, est peut-être le meilleur moment pour faire la visite, et j’envisage d’y retourner
Même sans descendre, la visite était excellente
On peut y voir 70 ans d’histoire, les premiers équipements d’accélérateurs de particules, ainsi qu’une vue sur la salle de contrôle d’ATLAS, et l’ensemble du site inspirait l’émerveillement tout en apparaissant comme une preuve de l’engagement de long terme de l’Europe envers la recherche scientifique au service du bien public
Quand j’étais étudiant en licence, j’ai contribué à une toute petite partie de la recherche sur l’ATLAS insertable B layer pendant la première longue période d’arrêt
En trois ans, tous les détecteurs ont pu être considérablement améliorés, et je trouve passionnant de voir comment le système actuel va être mis à niveau pendant cet arrêt
L’ITK d’ATLAS semble complètement dingue comparé à l’insertable B layer
Le nombre de canaux passe de 8 millions à 5 milliards
Je me demandais si l’ITKpix ressemblait au moins un peu aux capteurs T3MAPs CMOS ou FEI4 avec lesquels nous travaillions, et en regardant, c’est assez différent et vraiment impressionnant : https://cds.cern.ch/record/2928802/files/ATL-ITK-PROC-2025-0...
J’ai lu qu’en ce moment, le CERN stocke plus d’un exaoctet de données de collision
C’est en hausse par rapport aux 600 PB de la précédente longue période d’arrêt : https://information-technology.web.cern.ch/sites/default/fil...
C’est assez impressionnant
Les coquilles qui passaient parfois dans la documentation officielle me font toujours rire
https://www.google.com/search?q=site%3Acern.ch+%22large+hard...
En tant que personne ayant un peu contribué à ATLAS TDAQ/HLT au début des années 2000, ça fait quelque chose de voir la prochaine étape prendre forme concrètement
Pour ceux qui aimeraient faire une visite un peu spéciale, c’est le bon moment
La longue période d’arrêt est la seule période où l’on peut visiter de nombreux endroits normalement inaccessibles
Ce n’est pas encore officiellement confirmé, mais il semble qu’il y aura à nouveau des Open Days après l’été prochain, comme en 2019
La période est courte, mais pendant quelques jours on peut accéder à presque partout, y compris descendre dans le tunnel du LHC, et il y a aussi quantité d’endroits incroyablement intéressants
En attendant, les expositions permanentes et les visites guidées continuent, donc si cela vous intéresse, venez voir de la science formidable
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