Du Tevatron au projet X

Dans le numéro d’octobre du CERN Courier, Pier Oddone, directeur du Fermilab, évoquera le passé, le présent mais aussi l’avenir du laboratoire américain après le Tevatron. Le Bulletin reprend quelques extraits de cet article.

 

Pier Oddone, directeur du Fermilab.

Le Tevatron va être arrêté au bout de 28 années d’exploitation aux frontières de la physique des particules : la fin du mois de septembre marque ainsi la fin d’une ère au Fermilab. Le Tevatron laisse un héritage important à la physique des particules, à la science des accélérateurs et à l’industrie. Le collisionneur a propulsé le Fermilab au premier rang de la recherche mondiale en physique des particules, et ce rôle sera renforcé par un nouvel ensemble d'installations, de programmes et de projets pour la physique des neutrinos et des processus rares, la physique des astroparticules, ainsi que pour les technologies des accélérateurs et des détecteurs.

Le Tevatron a été au-delà de toutes les attentes. Cette machine remarquable a atteint avec des antiprotons une luminosité instantanée de plus de 4x1032 cm-2s-1, une valeur considérée précédemment comme impossible, et fourni à CDF et D0, deux expériences avec collisionneur, plus de 11 fb-1 de données. Pour obtenir une telle luminosité, il a fallu mettre au point la source d’antiprotons la plus intense et la plus stable du monde. Le processus complexe consistant à fabriquer, capturer, stocker, refroidir et faire entrer en collision des antiprotons est l'une des plus belles réalisations de l'équipe responsable de l'accélérateur du Fermilab.

La vie du Tevatron est jalonnée de découvertes historiques qui ont contribué à façonner le Modèle standard. Les expériences du Tevatron ont ainsi découvert le quark top, cinq baryons B et le méson Bc. Elles ont observé le premier neutrino tau, la violation directe de CP dans les désintégrations du kaon et la production de quarks top isolés. Les expériences CDF et D0 ont mesuré les masses du quark top et du boson W, ainsi que les sections efficaces pour la production de dibosons. Les limites placées par CDF et D0 pour un grand nombre de phénomènes nouveaux ainsi que pour le boson de Higgs servent de guide aux recherches menées par d’autres expériences et la poursuite de l'analyse des données du Tevatron pourrait encore révéler l'existence de processus qui dépassent nos connaissances actuelles.

À l’heure où nous faisons nos adieux au Tevatron, quel sera l’avenir du Fermilab ? Dans les décennies à venir, il est appelé à devenir un laboratoire de pointe pour l’étude des neutrinos et des processus rares, et le leader mondial de la physique des particules aux plus hautes intensités.

Pour cela, le Fermilab pourra s’appuyer sur un accélérateur de protons à faisceau continu de plusieurs mégawatts, le projet X. Cette installation unique en son genre est idéale pour les études sur les neutrinos et les expériences sur les processus rares utilisant des faisceaux de muons et de kaons. Elle produira d'importantes quantités d’isotopes nucléaires rares pour l’étude des symétries fondamentales. Associé à l’actuel synchrotron injecteur principal, le projet X fournira des faisceaux de plusieurs mégawatts à l’expérience neutrino longue distance (LBNE).

Le programme de physique du projet X dans le domaine des processus rares est complémentaire à celui du LHC. Si le LHC produit une quantité de phénomènes nouveaux, les expériences du projet X contribueront à élucider la physique qui les sous-tend. Les différents modèles postulés pour expliquer les phénomènes nouveaux auront des conséquences différentes pour les processus très rares qui seront mesurés avec une grande précision grâce au projet X. Si aucun phénomène nouveau n’est découvert au LHC, l’étude des transitions rares dans le cadre du projet X pourrait aboutir à la découverte d’effets hors de la portée directe des collisionneurs de particules. Le projet X pourrait également servir de base à la première usine à neutrinos du monde ou – dans un avenir encore plus lointain – constituer la partie avant d’un collisionneur de muons.

Parallèlement à son programme aux frontières des hautes intensités, le Fermilab restera un acteur important du programme LHC en étant le laboratoire partenaire aux États-Unis, en hébergeant un centre de niveau 1 pour l'expérience CMS et en participant aux améliorations des détecteurs et de l'accélérateur LHC.

Au moment où le personnel et les utilisateurs du Fermilab font leurs adieux au Tevatron, nous sommes impatients de travailler avec la communauté mondiale pour nous attaquer à des questions essentielles et passionnantes grâce à des machines situées aux États-Unis, au CERN et dans le monde entier.

 


L'article entier de Pier Oddone sera disponible dans le CERN Courier du mois d'octobre.


 

Fermeture du Tevatron, vendredi 30 septembre

Une retransmission en direct permettra de suivre les activités menées dans les salles de contrôle de l’accélérateur de Fermilab, de CDF et de DZero. La retransmission commencera à 21 heures (HNEC) et durera environ 30 minutes. Elle sera animée par Pier Oddone et aura notamment pour thèmes l’héritage du Tevatron et l’avenir du laboratoire.

Vous trouverez de plus sur le site web du Tevatron une chronologie interactive retraçant les événements majeurs des trois décennies d’histoire du Tevatron.

 

 

par Pier Oddone, Fermilab director (from CERN Courier)