En avril, environ 200 physiciens et ingénieurs – dont plus de 50 étudiants et chercheurs postdoctoraux – ont participé au U.S. Higgs Factory – Future Circular Collider Workshop organisé au Fermi National Accelerator Laboratory du Département de l’Énergie des États-Unis.

L’événement, coorganisé par Fermilab et l’Argonne National Laboratory, était consacré à la récente Étude de faisabilité du Futur Collisionneur Circulaire (FCC) et a rassemblé la communauté américaine de physique des particules pour dialoguer autour de la vision européenne du successeur du Grand collisionneur de hadrons (LHC) du CERN.

Cette étude de faisabilité résulte de la contribution conjointe de 150 institutions réparties dans 30 pays et présente un programme en deux étapes : la construction d’un collisionneur électron-positon, appelé en abrégé FCC-ee, destiné à produire en grande quantité des bosons de Higgs pour leur étude, suivie de la réalisation d’un collisionneur circulaire à hadrons de haute énergie, ou FCC-hh, qui pourrait conduire à la découverte directe de particules inconnues et à une meilleure compréhension de la nature de la matière noire.

Des physiciens et ingénieurs se sont réunis cette année au Fermilab pour le U.S. Higgs Factory – Future Circular Collider Workshop.
Crédit : Ryan Postel

Depuis la découverte du boson de Higgs en 2012, les scientifiques étudient ses propriétés au LHC et préparent de nouvelles infrastructures pour approfondir la recherche sur cette particule fondamentale, associée au champ d’énergie qui confère leur masse aux autres particules de l’Univers.

Au début de l’année 2026, la communauté européenne de physique des particules devrait recommander la construction de l’usine à Higgs FCC-ee au CERN. Si le projet est approuvé et financé, les collaborations expérimentales pourraient être lancées d’ici 2028, et les opérations scientifiques débuteraient aux alentours de 2045.

L’atelier organisé au Fermilab a bénéficié de contributions clés de jeunes chercheurs, et les postdoctorantes du Fermilab, Irene Dutta et Grace Cummings, ont joué un rôle central dans son organisation.

« Le projet promet d’offrir à la prochaine génération de chercheurs un terrain de formation exceptionnel, où l’expérience pratique avec de nouvelles technologies de détecteurs, l’analyse avancée de données et des approches théoriques innovantes viendront enrichir les connaissances et l’expertise actuelles en matière d’accélérateurs de particules », a déclaré Dutta. « Il renforcera notre longue collaboration avec le CERN et nous aidera à repousser les frontières de la physique électrofaible de précision. »

Cummings a souligné l’importance de ce partenariat international pour l’avenir de la physique des particules et pour les jeunes chercheurs.

« Cet atelier a montré clairement que les compétences et les relations internationales développées par les jeunes chercheurs dans le cadre du Grand collisionneur de hadrons pourront se poursuivre avec le FCC-ee », a déclaré Cummings. « Le FCC-ee offre un environnement scientifique inédit pour ceux d’entre nous qui ont grandi à l’époque de la suprématie des collisionneurs de hadrons, ainsi qu’une occasion unique de découvrir une nouvelle approche instrumentale. »

Les participants à l’atelier ont exploré les technologies de détecteurs, la conception des accélérateurs, l’analyse des données physiques, le développement de logiciels et l’engagement auprès de la communauté, apportant leur expertise pour façonner le programme du FCC-ee. S’appuyant sur sa longue tradition dans la science des collisionneurs, le Fermilab est appelé à jouer un rôle majeur au sein de la collaboration internationale, tout en restant un centre important pour la communauté américaine de recherche en physique des particules.

Artur Apresyan, scientifique au Fermilab et l’un des organisateurs, a insisté sur l’importance de ce programme.
« Le FCC-ee offrira une occasion unique d’étudier le boson de Higgs et le secteur électrofaible avec une précision et un potentiel de découverte sans précédent », a déclaré Apresyan. « Il s’agit du programme expérimental de physique des particules le plus important et réalisable avant le milieu du XXIᵉ siècle, avec une perspective vers une machine à hadrons de haute énergie, le FCC-hh, pour explorer la prochaine frontière énergétique. »