Rapport annuel
2021
2 | CERN
SOMMAIRE
Le CERN, Organisation européenne pour la recherche nucléaire, est le plus grand laboratoire de recherche en physique des particules du monde. Son complexe d’accélérateurs sans égal permet aux scientifiques de mener des recherches de physique fondamentale aux limites des connaissances pour comprendre la matière, l’Univers et son évolution.
Créé en 1954, le CERN compte aujourd’hui 23 États membres. D’autres États contribuent aux activités de l’Organisation et participent à ses programmes de recherche. Le CERN est ainsi devenu un remarquable exemple de collaboration internationale, rassemblant des personnes de nombreux pays dans le but de repousser les limites de la science et de la technologie, dans l’intérêt de tous.
P4 MESSAGES
P6
2021 EN IMAGES
P12
UN LABORATOIRE POUR LE MONDE
P14
EXPLORER LA NATURE DE L’UNIVERS
P22
LES MACHINES DES DÉCOUVERTES
P32
REPOUSSER LES FRONTIÈRES DE LA TECHNOLOGIE
P36
SENSIBILISER ET FORMER
P40
AGIR POUR UNE RECHERCHE RESPONSABLE
P42
CONSTRUIRE L’AVENIR
P50 GOUVERNANCE
P53
LE CERN EN CHIFFRES
2021 | 3
MESSAGE DE LA PRÉSIDENTE DU CONSEIL
Malgré nos espoirs, la pandémie de COVID-19 a persisté
en 2021. Les réunions du Conseil se sont encore tenues
en ligne, ou sous une forme hybride ; l’inspiration et les échanges de vues qui animent les réunions en présentiel nous ont manqué à tous. Cependant, en comparaison de la douleur et du chagrin que cette pandémie a causés à tant de personnes, et de ses conséquences économiques dans le monde entier, nous ne pouvons nous plaindre. Partout germe l’espoir que la vague provoquée par le variant Omicron soit la dernière.
Au CERN, nous pouvons être fiers de tout ce que nous avons accompli malgré ces circonstances difficiles. Le long arrêt nous a permis de mener à bien les grands travaux
de préparation en vue de la phase à haute luminosité
du LHC (HL-LHC) et de mettre à niveau les détecteurs. L’enthousiasme lié à la reprise de l’acquisition de données est palpable et nous attendons tous avec impatience de nouvelles mesures.
Au cours des prochaines années, la communauté portera son attention sur la réussite du relèvement de la luminosité du LHC. Les enjeux sont importants et les défis nombreux : les nouvelles technologies doivent être testées et mises en œuvre, l’achat d’éléments de haute technologie est devenu complexe, et l’ambitieuse mise à niveau des détecteurs est en cours de réalisation par les collaborations, en parallèle de la collecte et de l’analyse de données. Nous nous devons de réussir si nous voulons pouvoir mener des projets encore plus ambitieux à l’ère post-LHC.
Préparer les projets futurs, au-delà du LHC, est essentiel pour une discipline dans laquelle la construction des grandes infrastructures de recherche peut prendre plusieurs décennies. Le Conseil a ainsi approuvé en juin la structure organisationnelle de l’étude de faisabilité du Futur collisionneur circulaire (FCC), et apporté son soutien aux feuilles de route pour la R&D sur les accélérateurs et les détecteurs présentées en décembre. Ces feuilles de route, coordonnées et élaborées par le Groupe des directeurs de laboratoires européens et le Comité européen sur les futurs accélérateurs, sont le fruit d’un travail colossal et donnent une vue globale des développements en cours dans les laboratoires européens. La prochaine étape consistera
à les hiérarchiser et à les mettre en œuvre.
Cette année a marqué le terme du nouvel examen quinquennal des conditions financières et sociales des membres du personnel, et je souhaite remercier tous ceux qui y ont pris part. Un dialogue continu et empreint de respect sera nécessaire pour que le CERN reste un lieu de travail attractif. Le Conseil préparera les conditions du prochain examen quinquennal au cours des mois à venir.
En 2021, nous avons accueilli l’Estonie en tant qu’État membre associé en phase préalable à l’adhésion et la Lettonie en tant qu’État membre associé, ce qui initie une nouvelle dynamique de recherche dans le domaine de la physique des hautes énergies et des technologies associées dans les États baltes.
Enfin, cette année a été la dernière de mon mandat de présidente du Conseil. Je suis profondément heureuse d’avoir été à la tête d’un organe si important et d’en avoir appris autant sur l’Organisation exceptionnelle qu’il régit. Tous mes vœux accompagnent le professeur Eliezer Rabinovici, qui me succédera dans cette fonction. Je souhaite remercier le Conseil et la Directrice générale, Fabiola Gianotti, pour la confiance qu’ils m’ont accordée
au cours des trois dernières années. Le Groupe de la présidence m’a apporté un soutien extrêmement précieux et j’adresse un grand merci à tous ceux qui en ont fait partie. Mes remerciements vont également aux détenteurs d’un mandat au Conseil, dont l’engagement est essentiel à la bonne gouvernance de l’Organisation. Enfin, je remercie particulièrement le Secrétariat du Conseil, le service Traduction et procès-verbaux et le Service juridique pour leur aide précieuse et amicale. Il y aura toujours une place dans mon cœur pour le CERN.
Ursula Bassler
4 | CERN
MESSAGE DE LA DIRECTRICE GÉNÉRALE
L’un des temps forts de 2021 a été le redémarrage des injecteurs à l’issue du deuxième long arrêt (LS2). En effet, après deux années de travaux d’amélioration majeurs en
vue du LHC à haute luminosité (HL-LHC), les injecteurs ont progressivement repris du service et fourni des faisceaux pour la physique à ISOLDE, à n _TOF, au nouvel anneau ELENA du Décélérateur d’antiprotons (AD), ainsi qu’aux expériences à cible fixe dans la zone Nord et d’autres zones d’expérience. En octobre, une exploitation pilote a eu lieu au LHC, avec
des collisions de faisceaux à l’énergie d’injection de
450 GeV. Cette exploitation fut un test important pour le LHC et les expériences. Ces dernières ont fait l’objet d’importantes améliorations pendant le LS2, en vue de la troisième
période d’exploitation, qui débutera en 2022. À la suite de l’entraînement des aimants du LHC en 2021, l’énergie de fonctionnement pour la troisième période d’exploitation a été fixée à 13,6 TeV, contre 13,0 TeV pour la période précédente. Le projet HL-LHC a également bien progressé cette année, de même que les mises à niveau d’ATLAS et de CMS.
L’année a aussi été marquée par la publication d’un grand nombre de résultats de physique remarquables par les expériences LHC, mais pas uniquement. Un des résultats les plus saillants est venu de l’expérience NA62, qui a présenté une mesure d’une désintégration très rare d’un kaon positif en un pion positif et deux neutrinos. Avec davantage de données, ce canal de désintégration en théorie très « propre » pourrait devenir très sensible à une nouvelle physique. Il s’agit là d’un bon exemple de complémentarité entre le
LHC et le programme avec cibles fixes, où les recherches et les mesures de précision comportent un fort potentiel d’ouverture sur une nouvelle physique.
D’importants progrès ont aussi été réalisés concernant
les priorités définies dans la mise à jour 2020 de la
stratégie européenne pour la physique des particules. La structure organisationnelle de l’étude de faisabilité du Futur collisionneur circulaire (FCC) a été approuvée par le Conseil, le tracé de référence privilégié pour l’anneau du FCC a été déterminé, et les résultats attendus et les principales étapes jusqu’à la fin de l’étude, en 2025, ont été définis.
Guidée par le Comité européen sur les futurs accélérateurs et le Groupe des directeurs de laboratoires européens, la communauté européenne de la physique des particules a
élaboré des feuilles de route pour la R&D sur les détecteurs et les accélérateurs. Achevées en décembre, ces dernières préparent le terrain pour les futures technologies nécessaires à l’avenir de la discipline, quelle que soit la forme que prendront les installations et les expériences de demain.
Par ailleurs, le Conseil a approuvé à l’unanimité le plan
à moyen terme du CERN pour 2022-2026, ainsi que les objectifs du CERN pour la période 2021-2025 et l’examen quinquennal des conditions financières et sociales
des membres du personnel. Le deuxième rapport sur l’environnement de l’Organisation, portant sur la période 2019-2020, a été publié et une campagne de sensibilisation aux questions environnementales a été organisée au sein
de la communauté du CERN. Notre deuxième rapport sur l’environnement s’est notamment intéressé aux émissions de GES de champ 3 du CERN, ainsi qu’à l’avancement des actions définies dans le premier rapport. La construction du Portail de la science, quant à elle, bat son plein, de même que la préparation des programmes d’éducation et de sensibilisation innovants qu’il accueillera à compter de 2023.
Enfin, l’ombre du COVID-19 a continué de planer au-dessus de nous cette année. Je remercie l’ensemble des membres de la communauté du CERN d’avoir fait preuve de patience et de s’être adaptés aux diverses règles sanitaires mises en place, ce qui nous a permis d’atteindre les objectifs fixés.
Je tiens également à remercier nos États membres et États membres associés pour leur soutien constant et indéfectible.
J’aimerais également remercier Ursula Bassler, alors que prend fin son mandat de présidente du Conseil, pour l’excellent travail qu’elle a accompli ces trois dernières années, avec un grand dévouement, et pour tous les échanges fructueux et plaisants que nous avons eus.
Fabiola Gianotti
2021 | 5
2021 EN IMAGES
À l’approche de la troisième période d’exploitation du LHC, l’année 2021 a été riche en événements marquants au CERN ! Les accélérateurs ont vu leurs premiers faisceaux circuler et les expériences ont subi des transformations importantes pour augmenter leur potentiel de détection. Profitez d’un voyage visuel à travers les moments-clés de 2021.
26 JANVIER
L’expérience BASE définit de nouvelles limites sur
la possibilité pour des particules de type axion de se transformer en photons, ouvrant de nouvelles perspectives dans la recherche de matière noire froide. (CERN-PHOTO-202101-011-5)
31 JANVIER
Au terme d’une rénovation majeure, la zone Est,
l’une des plus anciennes zones d’expériences du Laboratoire, est dotée de nouvelles lignes de faisceaux plus respectueuses de
l’environnement. (CERN-PHOTO-202101-009-1)
5 FÉVRIER
16 FÉVRIER
6 | CERN
L’expérience CLOUD révèle le rôle des acides d’iode dans la formation des aérosols atmosphériques, ce qui suggère l’existence d’un nouveau mécanisme qui pourrait accélérer
la fonte de la banquise arctique. (CERN-HOMEWEB-PHO-2021-021)
Arts at CERN sélectionne le collectif Black Quantum Futurism pour effectuer une résidence artistique partagée entre le CERN,
à Genève, et la ville de Barcelone dans le cadre du prix Collide 2021.
4 MARS
Le Synchrotron à protons accélère son premier faisceau, après une révision complète de deux ans. (CERN-PHOTO-202007-095)
5 MARS
Les collaborations TOTEM (CERN) et DØ (Fermilab) annoncent la découverte de l’oddéron, un état à trois gluons. (CERN-PHOTO-201609-210-4)
15 MARS
Le groupe Opérations reprend les clés du LHC qui, depuis plus de deux ans, étaient en la possession
des équipes chargées des interventions dans le cadre du LS2. (CERN-PHOTO-202103-034-4)
18 MARS
Le CERN lance un nouveau Fonds pour l’impact des technologies qui permettra de créer un pont entre les technologies du CERN
et leurs applications potentielles, et ainsi de répondre à des enjeux mondiaux. (CERN-GRAPHICS-2021-004-4)
23 MARS
Un nouveau résultat de l’expérience LHCb renforce les indices d’une violation de l’universalité de la saveur des leptons. (OPEN-PHO-EXP-2018-004)
31 MARS
La collaboration ALPHA réussit un refroidissement par laser de l’antimatière, ouvrant la voie à des études beaucoup plus précises
de la structure interne de l’antihydrogène et de son comportement sous l’influence de la gravité. (CERN-PHOTO-201601-005-5)
2021 | 7
https://cds.cern.ch/collection/CERN%20Annual%20Reports?ln=en
