Retour dans les sciences exactes

Crédits photo : CERN

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La Russie est de retour dans le peloton de tête de la science. Elle s’impose comme participant de plein droit aux principaux projets internationaux. L'un d'eux, un accélérateur d'antiprotons et d'ions lourds, est dirigé par Boris Charkov, un physicien russe.

A la fin de la guerre froide, la physique - largement associée à l'augmentation des potentiels militaires - semblait avoir perdu une grande partie de son attrait. Pourtant, ces dernières années, les grands projets scientifiques ont de nouveau la cote. Le Grand collisionneur de hadrons du CERN a été lancé, et un réacteur est en chantier à Cadarache afin de mener des travaux de fusion thermonucléaire contrôlée. En raison de leur complexité et de leurs coûts, qui augmentent sans cesse, les gros projets scientifiques nécessitent une coopération internationale, et la Russie y joue un rôle actif. Les scientifiques et les ingénieurs russes sont très présents dans les structures administratives et scientifiques de ces projets.

 

En octobre dernier à Wiesbaden, en Allemagne, neuf pays, dont la Russie, ont signé une convention visant à construire un nouvel accélérateur de particules, FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research in Europe), qui verra le jour à Darmstadt, en Allemagne. 16 Etats devraient participer au projet. Boris Charkov, directeur adjoint des activités scientifiques de l'Institut de physique théorique et expérimentale (ITEF), a rencontré Ekspert pour évoquer le projet FAIR.

 

Expert :  Pourquoi a-t-on besoin du projet FAIR ? En quoi ses objectifs diffèrent-ils de ceux du Grand collisionneur de Hadrons ?

 

Boris Charkov : Le Grand collisionneur de hadrons est un équipement destiné à étudier les particules élémentaires et la physique des hautes énergies, qui possède un objectif très concret : découvrir la particule de Higgs. Il existe cependant un vaste domaine de la science qui étudie la formation de la matière stellaire. Le point clé en est que des particules lourdes entrant en collision engendrent un état de la matière extraordinaire qu'on ne trouve que dans les étoiles. Désormais nous avons une chance d'étudier cet état de la matière dans un laboratoire avec un important volume de statistiques et d'énormes volumes de données, en créant des paramètres qui ne se trouvent que dans les étoiles à neutrons, lors de l'explosion des supernovas, etc.

 

E: Pourquoi le projet FAIR sera-t-il basé en Allemagne, et plus spécifiquement à Darmstadt ?

 

B.C.: Parce que les Allemands ont l'expérience et le personnel. La proposition visant à mettre en œuvre le projet FAIR a été formulée en 2003. En 2006, un rapport technique de base, qui fixe les objectifs scientifiques et techniques de sa construction, a été publié. Environ 3.000 scientifiques et ingénieurs de 47 pays ont participé à sa rédaction.

 

Le site qui verra le jour sera six fois plus grand que l'accélérateur GSI. Il est basé sur deux anneaux supraconducteurs situés sous terre dans un tunnel, et toute une série d'annaux de stockage qui forment des faisceaux de particules répondant aux paramètres requis pour l'expérience. La longueur totale de l'accélérateur sera d'environ quatre à cinq kilomètres. Plus les lignes de transport des particules qui devraient atteindre la même longueur. Le projet intègre les dernières trouvailles mondiales en matière de technologies d'accélération, ce qui permet d'obtenir des faisceaux d'une très grande qualité.

 

E: Des faisceaux de quoi ?

 

B.C.: Des faisceaux constitués de tous les ions lourds de la table des éléments, jusqu'à l'uranium. Des faisceaux de protons et d'antiprotons. Cet accélérateur d'antiprotons sera cent fois plus intense que tous les accélérateurs existants réunis.

 

E: Quels résultats concrets comptez-vous obtenir de cet accélérateur ?

B.C.: Ce laboratoire constituera le laboratoire de base de l'Agence spatiale européenne. La durée de toutes les missions spatiales est limitée en raison des effets des radiations spatiales sur les humains. Notre projet suppose l'étude non seulement de la réaction biologique à l'exposition aux radiations, mais aussi celle de l'exposition aux niveaux moléculaire, génétique et des changements structurels de l'ADN.

 

En dehors du champ de la médecine, nous mènerons une recherche unique en son genre sur la nanotechnologie ionique. De nouveaux matériaux et de nouvelles structures peuvent être obtenus en irradiant différents matériaux avec des ions lourds. La troisième application pratique implique des faisceaux d'ions d'une intensité record qui, concentrés sur la matière et subissant une décélération, créent un plasma non-idéal dense. C'est une substance dotée d'une densité de phase solide, mais possédant des températures colossales. C'est précisément ce qui intéresse notre secteur nucléaire, étant donné que nombre de matériaux dans différents réacteurs et systèmes à vocation spéciale sont soumis à une radiation ionique. Et nous devons savoir comment ces matériaux se comportent dans de telles conditions.

 

E:  Qu'est-ce que la Russie retirera de ce projet ?

 

B.C.: J'ai assisté récemment à une réunion européenne à Barcelone, où l’on a débattu d’une feuille de route pour le développement de l'infrastructure scientifique européenne. Les participants ont défini une mission de science fondamentale destinée, outre l’obtention de nouvelles connaissances fondamentales, à jouer le rôle de locomotive pour les nouvelles technologies, notamment la technologie de l'information. Ces connaissances sont nécessaires car le flux de données sera au moins 20 fois supérieur à celui du CERN, pour la simple raison que nous sommes en présence de particules et d'événements bien plus nombreux. Et nous devons également mettre en place un relais pour ce flux d'information vers la Russie. Cela nécessitera la création de technologies de l'information à un niveau totalement nouveau.

 

La plupart des projets de ce niveau deviennent internationaux. Refuser d'y participer signifierait se condamner à rester en marge de la science et de la technologie modernes. En 2008, nous avons institué un centre de recherche du FAIR en Russie, qui permet à tous les participants russes de ce projet d'interagir : l'ITEF, l'Académie des sciences, Rosatom, toutes les universités, et l'Allemagne. Cette initiative est financée à 50-50 par nous et les Allemands. 32 boursiers ont été sélectionnés pour ce centre avec l'aide d'une commission internationale. Nous imposons une seule condition : ils doivent travailler en Russie. Ce projet favorisera le maintien des jeunes scientifiques de talent dans le pays.

 

E:  Un autre accélérateur complexe, NICA, sera construit à Doubna, et ses caractéristiques ne sont en rien inférieures. N'y a-t-il pas concurrence avec nos propres projets ?

 

B.C.: L'ancien directeur du centre de Doubna, Alexeï Sissakian, qui était un ami proche, était au départ très préoccupé par la possibilité d'une rivalité entre les projets FAIR et NICA. Mais je l'ai convaincu que ces projets étaient complémentaires. NICA est un collisionneur, un accélérateur où les faisceaux de particules entrent en collision. FAIR recourra à des cibles fixes. En outre, l'intensité et les perspectives de FAIR en termes d'énergie auront une génération d'avance. Actuellement je dirige un conseil d'experts pour la création des équipements de Doubna, tout en étant directeur scientifique de FAIR. En plus, Doubna participe au projet FAIR. En Allemagne, la demande pour certaines mises au point de Doubna est très élevée. L'accélérateur de FAIR est construit en recourant aux aimants conçus à Doubna.

 

Quand la Russie et l'Allemagne ont signé une déclaration pour la participation de la Russie à FAIR en 2008, l'accord stipulait que 85% des fonds investis dans le projet par la Russie lui seraient restitués, précisément aux instituts participants au projet et à l'industrie high-tech. Etant donné que la Russie est l’udes copropriétaires du projet, elle possèdera aussi tout ce qu'on y concevra. L'argent de la Russie est en fait investi dans les instituts et les technologies russes. Jusqu'à présent, c'est le seul projet international recourant à un tel schéma.

 

E: Combien coûte le projet FAIR ?

 

B.C.: Au total, le coût du projet jusqu'en 2025 est estimé à 3 milliards d'euros. Bien sûr, ce n'est pas beaucoup. Trois milliards, c'est le prix de la moitié d’un sous-marin atomique ou d'un pont au dessus du détroit reliant la Scandinavie et le Danemark. Des milliards de dollars sont octroyés à titre de bonus à des magnats de la banque aux Etats-Unis chaque mois. Vous voyez ce que je veux dire ?

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