Le CERN a inauguré mardi son nouvel accélérateur linéaire Linac 4. Cette machine deviendra dès 2021 le premier maillon de la chaîne d'injection du Grand collisionneur de hadrons (LHC), lui permettant de fournir des faisceaux plus intenses pour la recherche.
Linac 4 s'inscrit dans le projet LHC haute luminosité, ont indiqué les responsables de l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) devant la presse à Meyrin (GE). D'ici 2025, le LHC devrait en effet accroître sa luminosité, ce qui aura pour effet d'augmenter le nombre de collisions et donc la quantité de données enregistrées par les expériences.
Le LHC haute luminosité fournira des mesures plus précises des particules fondamentales et permettra d'observer les rares processus qui ont lieu au-dessous du niveau de sensibilité actuel.
Les protons propulsés dans le LHC commencent leur voyage dans un petit accélérateur, le Linac 2, entré en service en 1978, qui sera remplacé par le Linac 4 d'ici 2021. Celui-ci constituera dès lors la source de faisceaux de protons du complexe d'accélérateurs du CERN, dont le LHC, après un long arrêt prévu en 2019-2020.
La construction de Linac 4 a duré près de dix ans, écrit le CERN dans un communiqué. Long de 90 mètres, il se trouve 12 mètres sous terre. Il subira encore une période de tests intensifs avant sa mise en service.
"Un injecteur moderne"
"Le Linac 4 est un injecteur moderne, le premier élément essentiel de notre ambitieux programme d'amélioration conduisant au LHC à haute luminosité. Cette phase de haute luminosité augmentera considérablement les capacités des expériences LHC en vue de la découverte d'une nouvelle physique et de mesures plus précises des propriétés du boson de Higgs", a déclaré Fabiola Gianotti, directrice générale du CERN.
Le Linac 4 enverra des ions d'hydrogène négatifs, composés d'un atome d'hydrogène et de deux électrons, au Booster du Synchrotron à protons (PSB) du CERN, où les ions négatifs subissent une nouvelle accélération et sont privés de leurs électrons. Il portera le faisceau à une énergie de 160 MeV, soit plus de trois fois l'énergie atteinte par son prédécesseur.
Dix fois plus de données
Grâce à l'énergie plus élevée obtenue et aux ions d'hydrogène utilisés, il sera possible de doubler l'intensité de faisceau à fournir au LHC, ce qui contribuera à accroître sa luminosité.
La luminosité est un paramètre indiquant le nombre de particules entrant en collision en un temps donné. Il est prévu que la luminosité de crête du LHC soit relevée d'un facteur cinq d'ici à 2025, ce qui permettra aux expériences d'accumuler environ 10 fois plus de données qu'auparavant, sur la période comprise entre 2025 et 2035.
Grâce au LHC à haute luminosité, les chercheurs pourront ainsi réaliser des mesures plus précises sur les particules fondamentales et augmenter leurs chances d'observer des processus rares inaccessibles avec le niveau de sensibilité actuel de la machine.