Le Cern, berceau du LHC

État fondateur du Cern (Organisation européenne pour la recherche nucléaire), la France contribue à toutes les grandes collaborations internationales de l’Organisation depuis sa création en 1954.

La France au Cern

La participation française est constituée exclusivement de laboratoires et équipes du CNRS (Institut national de physique nucléaire et de physique des particules IN2P3) et du CEA (Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’Univers, Irfu). Forts de leurs compétences en physique théorique, physique expérimentale et instrumentation, les chercheurs, enseignants-chercheurs, ingénieurs et techniciens du CEA et du CNRS participent à la conception des expériences, à la fabrication des accélérateurs et des instruments sous tous leurs aspects (mécanique, électronique, informatique), à la réalisation des expériences et à l’acquisition et l’interprétation des données.

60 ans d’histoire

Michel Spiro, president du Conseil du Cern de 2012 à 2012, raconte la genèse de cet organisme :
« La création du Cern en 1954 trouve ses racines dans l’Europe renaissante d’après-guerre et dans la volonté de partager une science physique commune intégrant tous les pays du Vieux Continent. Cette vision humaniste a été portée par des Prix Nobel français fondateurs du Cern, comme Louis de Broglie ou Francis Perrin. L’organisme incarnait alors la définition même de la “science pour la paix” ! À la fin des années 1960 allait être lancé, à 40 mètres sous terre, le premier collisionneur de protons du monde, le SPS (Super Proton Synchrotron), de 7 kilomètres de circonférence. Le directeur du Cern de l’époque, Bernard Gregory, demanda alors au président français, Charles de Gaulle, la possibilité d’étendre le site sur le territoire français. Celui-ci accepta, à une condition : ne pas à avoir à rentrer par la Suisse ! Une porte d’accès française au Cern a ainsi été créée spécialement pour lui… Désormais, le site franco-suisse accueille 100 000 visiteurs annuels. Et, en 60 ans, Meyrin est devenu la capitale mondiale de la physique des particules ! »

Le Cern et l’avènement du Modèle Standard de la physique des particules

La France a fortement contribué depuis 60 ans au succès du Cern notamment à la découverte des courants neutres en 1973 (expérience Gargamelle) et des particules messagères W et Z en 1983 (expériences UA1 et UA2 installées auprès du SPS, le premier grand accélérateur souterrain du Cern). Ils ont aussi contribué, plus récemment, aux confirmations expérimentales du Modèle standard obtenues avec le collisionneur LEP (Large electron positon collider), en fonctionnement de 1989 à 2000, et à la découverte du boson de Higgs au LHC en 2012.

Le LHC, projet phare du Cern

Le LHC (Grand collisionneur de hadrons) succède au Lep et sa construction s’achève en 2008. Ses enjeux sont la découverte du boson de Higgs, une particule qui constitue la clé de voûte du Modèle standard, la recherche de la physique au-delà du Modèle standard, l’étude approfondie du phénomène de "violation de CP" et la mise en évidence d’un nouvel état de la matière, le « plasma quark-gluon ».
Là encore, la France est très impliquée dans le projet, au niveau aussi bien de l’accélérateur que des quatre expériences, Atlas, CMS, LHCb et Alice, qui exploiteront l’énorme potentiel de physique du collisionneur. Ce projet constitue une priorité de l’IN2P3 du CNRS et de l’Ifu du CEA, qui y consacrent une part importante de leurs moyens : 210 physiciens et 230 ingénieurs et techniciens des deux organismes y participent actuellement.
Après sa mise en route en septembre 2008, il faut maintenant analyser l’énorme volume de données (1 milliard de Mégaoctets par an) produit par les expériences. La France participe à cet effort par la mise sur pieds d’un centre de ressources très important (le centre de calcul de Lyon) qui constitue un des nœuds de premier niveau (national) de la grille de calcul internationale LCG (LHC Computing Grid), ainsi que plusieurs nœuds de second et troisième niveaux (régionaux).