
Future of the Large Hadron Collider, The: A Super-Accelerator with Multiple Possible Lives
Le Grand collisionneur de hadrons (LHC) est le collisionneur le plus énergétique jamais construit. Il se trouve près de Genève, dans un tunnel de 3.
8m de large, avec une circonférence de 26,7km, qui a été creusé en 1983-1988 pour abriter initialement le collisionneur électron-positron LEP. Le LHC a été approuvé en 1995, et il a fallu attendre 2010 pour qu'il fonctionne de manière fiable. À l'heure actuelle, les quatre expériences du collisionneur ont accumulé un grand nombre de luminosités intégrées plus importantes pour les analyses de physique : ATLAS, CMS, LHCb et ALICE.
Le LHC fonctionne avec une installation cryogénique étendue, utilisant un système d'injection à plusieurs étages comprenant les accélérateurs PS et SPS (encore utilisés pour des expériences de physique des particules à des énergies plus basses). Les faisceaux sont guidés par 1232 aimants dipolaires supraconducteurs à haut champ. D'intenses travaux sont en cours pour préparer le LHC à haute luminosité, qui vise à améliorer le LHC et les détecteurs pour collecter dix fois plus de luminosité et prolonger la durée de vie du collisionneur jusqu'au début des années 2040.
Jusqu'à présent, le projet (HL-)LHC représente un cumul d'environ cent mille années-personnes de travail innovant de la part de techniciens, d'ingénieurs et de physiciens du monde entier. Il s'agit probablement de l'effort scientifique le plus important de l'histoire de l'humanité. Ce livre est motivé par la prise de conscience de la valeur unique de ce complexe d'accélérateurs et par la reconnaissance du statut de la physique des hautes énergies, décrite par un modèle standard qui laisse encore trop de questions sans réponse pour être la théorie appropriée des particules élémentaires et de leurs interactions.
Après l'introduction, trois chapitres sont consacrés à la première décennie d'exploitation, qui a conduit à la célèbre découverte du boson de Higgs, aux techniques et à la physique de l'augmentation de la luminosité, et enfin aux principales options - l'utilisation du LHC dans un mode de diffusion électron-hadron simultané, économe en énergie, lors de l'augmentation des énergies, ou éventuellement comme injecteur pour la prochaine grande machine. Les différents chapitres techniques et physiques, rédigés par 61 auteurs, décrivent les possibilités fascinantes qu'offre le LHC pour les deux prochaines décennies (voire plus), dans le but de faire progresser considérablement notre compréhension de la nature.