CERN : Le projet FCC va-t-il réécrire la physique moderne ?

En janvier 2026, une nouvelle ère s’est ouverte au CERN. Le professeur Mark Thomson, physicien britannique des particules issu de l’Université de Cambridge, a pris ses fonctions de Directeur général de l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire. Il succède à Fabiola Gianotti, qui a dirigé l’institution pendant deux mandats marqués par la découverte du boson de Higgs et l’exploitation du Large Hadron Collider (LHC).

Mais le contexte dans lequel Thomson arrive est bien différent de celui de ses prédécesseurs. Le CERN se trouve à un carrefour décisif. Après des années de fonctionnement, le LHC n’a pas révélé les particules exotiques que de nombreux physiciens attendaient. Le Modèle standard de la physique des particules reste la théorie la mieux validée scientifiquement, mais il apparaît de plus en plus comme une description incomplète du réel. Pourquoi ? Parce qu’il ne peut expliquer ni la matière noire, ni l’énergie sombre, ni l’asymétrie entre matière et antimatière, ni même la conscience qui vous permet de lire ces lignes.

C’est précisément cette interrogation fondamentale qui donne au nouveau pari du CERN sa dimension si singulière. Faut-il construire un accélérateur encore plus grand et plus puissant ? Le coût se chiffre en dizaines de milliards de francs suisses. Et si la nature nous réservait d’autres surprises, bien au-delà de ce que nos équations peuvent prédire ?

Un nouveau capitaine à la barre

Mark Thomson, 59 ans, n’est pas un inconnu pour le CERN. Il y a travaillé dans les années 1990 sur l’expérience OPAL, puis a contribué à des projets majeurs comme l’expérience DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment) aux États-Unis. De 2018 à 2024, il a présidé le Science and Technology Facilities Council (STFC) britannique, une institution clé de la recherche au Royaume-Uni. Son parcours allie une connaissance intime des grands détecteurs, une solide expérience en matière de gestion scientifique et une vision stratégique pour la physique des particules.

Sa nomination intervient à un moment où le CERN doit prendre des décisions historiques. La communauté scientifique attend de lui qu’il trace la voie pour l’après-LHC. Le chantier est immense : le LHC actuel, malgré ses succès spectaculaires, n’a pas tenu toutes ses promesses. Les théories les plus élégantes de la physique moderne – la supersymétrie, les dimensions supplémentaires, les micro-trous noirs – n’ont trouvé aucune confirmation expérimentale.

Le silence assourdissant de la nature

Depuis la découverte du boson de Higgs en 2012, le LHC a fonctionné à des énergies toujours plus élevées, culminant à 13,6 TeV (téraélectronvolts) lors de son troisième cycle d’exploitation. Des milliards de collisions ont été analysées. Les données recueillies par les détecteurs ATLAS et CMS, notamment, correspondent avec une précision remarquable aux prédictions du Modèle standard.

Ce succès est en même temps une énigme. Car le Modèle standard, aussi performant soit-il, laisse des questions vertigineuses sans réponse. Pourquoi l’univers contient-il si peu d’antimatière ? Qu’est-ce que cette mystérieuse matière noire qui représente environ 27 % du contenu de l’univers et dont nous ne percevons que les effets gravitationnels ? Pourquoi l’énergie sombre accélère-t-elle l’expansion du cosmos ?

Certains physiciens parlent aujourd’hui d’une “crise” de la physique fondamentale. Après un siècle de découvertes fracassantes – la relativité, la mécanique quantique, le Modèle standard -, la nature semble soudainement nous opposer un mur. Les prédictions théoriques les plus audacieuses se heurtent à un silence expérimental qui dure depuis plus d’une décennie.

Le pari du Futur Collisionneur Circulaire (FCC)

C’est dans ce contexte que le CERN propose son projet le plus ambitieux depuis sa création en 1954 : le Futur Collisionneur Circulaire (FCC). Il s’agit d’un accélérateur de particules installé dans un tunnel de 91 kilomètres de circonférence – trois fois plus long que le LHC actuel – qui serait creusé sous la région de Genève et le lac Léman.

Le projet se déroulerait en deux étapes. Dans un premier temps, un collisionneur électron-positron (FCC-ee) permettrait des mesures d’une précision inégalée sur le boson de Higgs, les bosons W et Z, et le quark top. Cette “usine à Higgs” produirait des millions de bosons de Higgs dans un environnement beaucoup plus propre que les collisions proton-proton du LHC. Elle pourrait révéler des écarts infimes par rapport aux prédictions du Modèle standard, indices d’une physique encore inconnue.

Dans un second temps, place au collisionneur hadronique (FCC-hh). Avec une énergie de collision de 100 TeV – sept fois plus que le LHC -, il deviendrait une véritable “machine à découvrir”. Il pourrait produire directement des particules de matière noire, sonder la nature de l’espace-temps à des échelles jamais atteintes, et peut-être ouvrir une brèche dans le mur qui semble aujourd’hui nous séparer d’une compréhension plus profonde du réel.

Le coût du projet est vertigineux : environ 15 milliards de francs suisses pour la première phase, auxquels s’ajouteraient les contributions des États membres et partenaires. La décision finale est attendue pour 2028, lors du prochain aggiornamento de la Stratégie européenne pour la physique des particules.

En parallèle, le LHC poursuit son évolution. Le HL-LHC (High-Luminosity LHC), dont la mise en service est prévue autour de 2029, portera le nombre de collisions à un niveau cinq à dix fois supérieur à celui d’aujourd’hui. Cette augmentation de la “luminosité” permettra d’étudier des processus rares avec une précision inédite, et peut-être de déceler des anomalies là où nos instruments actuels ne voient qu’un bruit de fond.

L’ombre de la matière noire

Mais une question de fond se pose : ces machines toujours plus grandes et plus coûteuses sont-elles la bonne réponse à l’énigme qui nous fait face ?

La matière noire, par exemple, pourrait ne pas être une particule du tout. Après des décennies de recherches intensives – au LHC, dans les détecteurs souterrains, dans les télescopes spatiaux -, aucune particule de matière noire n’a été directement détectée. Peut-être la matière noire n’est-elle pas faite de particules au sens où nous l’entendons. Peut-être relève-t-elle d’une physique que notre approche purement matérialiste ne peut saisir.

C’est là que le regard scientifique, pour rester honnête, doit reconnaître ses limites. La conscience que vous avez de lire ce texte, la subjectivité qui fait de vous un être unique, ne se laissent pas réduire à des équations sur un tableau noir. La physique a fait un travail remarquable en décrivant le monde objectif, mais elle bute sur le problème de la subjectivité. Le CERN lui-même, avec son approche résolument matérialiste, ne peut rien dire sur la nature de la conscience.

Si la physique doit franchir un nouveau palier, ce ne sera peut-être pas seulement en construisant des machines plus grandes. Ce sera peut-être en acceptant que la réalité est plus vaste que ce que nos instruments peuvent mesurer.

L’expérience humaine au coeur de la science

Ne vous méprenez pas : le projet FCC est d’une importance capitale. Il permettra de repousser les frontières de la connaissance, de tester des hypothèses fondamentales sur la structure de la matière, de l’espace et du temps. Les retombées technologiques seront considérables : aimants supraconducteurs, cryogénie, traitement massif de données, intelligence artificielle.

Mais il serait naïf de croire que le simple fait d’augmenter l’énergie des collisions résoudra toutes les énigmes. La physique du XXIe siècle a besoin d’une nouvelle imagination. Peut-être les réponses que nous cherchons ne se trouvent-elles pas seulement dans les débris des collisions à haute énergie, mais aussi dans une réflexion plus profonde sur la nature de la réalité.

Mark Thomson hérite d’une institution prestigieuse et fragile à la fois. Il doit convaincre les gouvernements de financer un projet dont les retombées concrètes sont incertaines. Il doit maintenir la flamme de la curiosité scientifique dans une époque obnubilée par le court terme. Il doit, enfin, garder l’esprit ouvert face à l’inconnu.

Le pari du CERN est aussi notre pari à tous : celui d’une science qui ne renonce pas à comprendre, mais qui accepte ses propres limites. Ce n’est pas un signe de faiblesse. C’est au contraire la marque d’une démarche authentiquement scientifique, consciente que le mystère est plus grand que ce que nos mots et nos équations peuvent en dire.

L’avenir de la physique fondamentale ne se jouera pas seulement dans un tunnel de 91 kilomètres sous la campagne genevoise. Il se jouera aussi dans notre capacité à poser des questions vraiment nouvelles, à imaginer des modèles du monde qui ne réduisent pas le vivant à de la mécanique, et à reconnaître que la conscience – cette lumière qui vous permet de lire et de comprendre – est peut-être la clé de tout.

Conclusion

Le nouveau mandat de Mark Thomson au CERN ouvre une page incertaine mais passionnante. Le FCC représente un saut technologique et financier sans précédent. Mais au-delà des aimants supraconducteurs et des collisions de particules, c’est notre conception même de la réalité qui est en jeu.

La science ne sera jamais achevée. Chaque réponse apporte son lot de nouvelles questions. Et c’est peut-être là la plus grande leçon que le CERN peut nous offrir : l’humilité devant l’immensité de ce que nous ne savons pas encore.

Sources :

• CERN – Nomination de Mark Thomson comme Directeur général (2026-2031) : https://home.cern/about/who-we-are/our-director-general
• Profil de Mark Thomson – Université de Cambridge : https://www.phy.cam.ac.uk/directory/thomson
• Wikipedia – Mark Thomson (physicien) : https://en.wikipedia.org/wiki/Mark_Thomson_(physicist)
• CERN – Le Futur Collisionneur Circulaire (FCC) : https://home.cern/science/accelerators/future-circular-collider
• Wikipedia – Future Circular Collider : https://en.wikipedia.org/wiki/Future_Circular_Collider
• Wikipedia – High-Luminosity LHC : https://en.wikipedia.org/wiki/High-Luminosity_LHC
• Wikipedia – Large Hadron Collider : https://en.wikipedia.org/wiki/Large_Hadron_Collider
• CERN – Le Modèle standard : https://home.cern/science/physics/standard-model
• CERN – La matière noire : https://home.cern/science/physics/dark-matter

10. CERN – LHC : https://home.cern/science/accelerators/large-hadron-collider

11. Stratégie européenne pour la physique des particules : https://europeanstrategy.cern/

12. Physics World – Actualités du CERN : https://physicsworld.com/

13. New Scientist – Couverture du CERN : https://www.newscientist.com/subject/cern/

14. Nature – Physique des particules : https://www.nature.com/subjects/particle-physics