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TLEP : Une vision à long terme pour le CERN ?
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Europe/Paris
Amphi 9110
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Description
Après la découverte par CMS et ATLAS d'un boson scalaire standard à 126 GeV/c2, l'attention se porte naturellement sur des concepts "d'usines à Higgs" pour étudier en détail les propriétés de cette particule remarquable. Un collisionneur circulaire e+e- fait partie des options qui méritent de plus amples investigations. En droite ligne avec la Stratégie Européenne pour la Physique des Particules, nous proposons donc de lancer une étude des performances et de la faisabilité d'un collisionneur circulaire e+e- de haute énergie et haute luminosité dans le cadre d'une collaboration internationale, afin qu'une décision rationnelle puisse être prise en 2017-2018 lorsque le LHC aura délivré son verdict à 13-14 TeV.
Deux options se présentent pour le CERN : TLEP, qui optimise le potentiel scientifique jusqu'au seuil de production du quark top, installé dans un nouveau tunnel de 80-100 km; et LEP3, limité à une énergie dans le centre de masse de l'ordre de 240 GeV, installé dans le tunnel du LHC pour optimiser les coûts. L'objectif principal d'une telle machine est la mesure des propriétés du boson de Higgs, au voisinage du maximum de la section efficace de production e+e- -> HZ (√s = 240 GeV), avec la précision nécessaire pour devenir sensible à des échelles de nouvelle physique bien au-delà du TeV. La très haute luminosité prédite au pic du Z (10^12 Z en un an), au seuil de production des paires de W (10^7 paires de W en un an) ou au seuil de production de paires de quarks top, permet des mesures uniques de quantités sensibles à la nouvelle physique via corrections radiatives électrofaibles.
Ce potentiel de physique extraordinaire nécessite de nouveaux concepts au niveau accélérateur et des développements indispensables aux niveaux théorique et phénoménologique, ainsi qu'une préparation détaillée au niveau expérimental. Dans le cas de TLEP, le nouveau tunnel ouvrira la voie à un collisionneur hadronique de très haute énergie (VHE-LHC), jusqu'à √s=100 TeV, complétant le programme de physique bien au-delà de celui de tous les projets de taille et échelle de temps similaires proposés à l'heure actuelle.
