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Selon la Feuille de route pour les infrastructures de recherche 2019 (Roadmap), la Suisse examine durant les années à venir une éventuelle participation à quatre organisations internationales de recherche en préparation ou en construction. La préparation de ces participations – qui peut prendre une autre forme que l’affiliation à l’organisation - incombe au SEFRI, de l'établissement du cadre financier jusqu'à la signature d'un accord international par la Suisse, en passant bien entendu par l'évaluation des avantages de ces participations pour la Suisse. Les représentants des communautés scientifiques suisses concernées sont associés étroitement à ces travaux.
Selon la Feuille de route pour les infrastructures de recherche 2019 (Roadmap), la Suisse examine durant les années à venir une éventuelle participation à quatre organisations internationales de recherche en préparation ou en construction. La préparation de ces participations – qui peut prendre une autre forme que l’affiliation à l’organisation - incombe au SEFRI, de l'établissement du cadre financier jusqu'à la signature d'un accord international par la Suisse, en passant bien entendu par l'évaluation des avantages de ces participations pour la Suisse. Les représentants des communautés scientifiques suisses concernées sont associés étroitement à ces travaux.
CTA, Cherenkov Telescope Array (physique des astroparticules)
CTA est une collaboration scientifique internationale visant la construction d'une infrastructure de recherche de pointe mondiale dans le domaine des astroparticules. L'infrastructure comptera un réseau de plus de 100 télescopes de type Cherenkov, répartis dans l'hémisphère sud sur un site en principe au Chili (Paranal) et dans l'hémisphère nord sur l'île de la Palma (Iles Canaries, Espagne). L’observatoire CTA sera établi en tant que European Research Infrastructure Consortium (ERIC), dont le siège se trouvera à Bologne (Italie) et qui disposera d’un centre scientifique de traitement des données à Zeuthen (Allemagne). Des percées fondamentales sont attendues dans le domaine de l'astrophysique des hautes énergies, mais aussi plus généralement en cosmologie et en physique fondamentale. La construction de CTA devrait démarrer en 2019. En Suisse, les Universités de Zurich et de Genève ainsi que l'ETH Zürich sont fortement impliquées dans ce projet. Le SEFRI participe aux négociations en cours en vue de l’établissement de l’organisation CTAO ERIC, aux côtés des futurs membres prévus (12 États du monde entier, ainsi que l’ESO).
ELI, Extreme Light Infrastructure (physique des lasers)
ELI est une infrastructure de recherche en construction distribuée sur trois sites répartis dans trois pays: la République Tchèque, la Roumanie et la Hongrie. Elle est à ce jour la seule infrastructure de recherche de pointe entièrement basée dans les pays de l'Union Européenne élargie, et la seule pour la construction de laquelle des fonds européens de développement économique et régional (FEDER) sont utilisés comme source primaire de financement (jusqu'à 85%).
Sur chaque site («pilier») de ELI, des lasers à ultra-haute intensité sont en cours d'installation, pour mener des expériences complémentaires dans les domaines de la physique des matériaux et de la physique nucléaire. En se référant aux puissances et intensité inégalées (10 fois plus élevées par rapport aux sources existantes) et aux possibilités inédites offertes par ces sources de lumière aux utilisateurs internationaux, les responsables du projet nomment ELI le «CERN des lasers».
La physique des lasers a connu un développement très rapide au cours des dernières décennies, stimulé par la puissance toujours plus grande des sources. Les applications possibles de ces lasers de nouvelle génération sont très prometteuses et constituent un terrain d'exploration de premier choix pour la physique moderne. Les chercheurs suisses suivent ce mouvement de près et développent en Suisse des infrastructures de recherche appropriées, qui seraient idéalement complétées par un accès aux infrastructures de pointe mondiale mises à disposition sur les trois sites d'ELI.
SKA, Square Kilometre Array (astronomie)
Le Square Kilometre Array («Réseau d'un kilomètre carré») est un radiotélescope qui aura une surface collectrice d'approximativement un kilomètre carré. Le SKA, est prévu pour travailler dans la gamme de fréquences 0,10-25 GHz, avec à terme comme objectif d'atteindre la plage de fréquences 0,06-35 GHz. Sa taille le rendra entre 10 et 100 fois plus sensible que les instruments utilisés actuellement. Il fournira la possibilité de suivre plusieurs champs de vision indépendants, permettant ainsi à différents radioastronomes d'observer en même temps ou d'observer différentes parties du ciel simultanément. Le radiotélescope SKA permettra d'obtenir des images des sources radio éloignées en utilisant la technique d'interférométrie.
Le SKA sera l'instrument d'observation radioastronomique le plus sensible qui ait jamais été conçu, capable de détecter tous les noyaux galactiques actifs jusqu'à un décalage vers le rouge de 6, quand l'Univers n'avait pas plus d'un milliard d'années. Il aura la sensibilité nécessaire pour détecter la signature de planètes semblables à la Terre à des distances de plusieurs centaines de milliers d'années-lumière. La première configuration du réseau de SKA (SKA1) devrait compter jusqu'à 130 antennes paraboliques et 130'000 antennes dipolaires. L’Afrique du Sud devrait accueillir les premières, alors que les secondes devraient être installées en Australie. La construction pourrait débuter en 2021. L'envergure de SKA en fait un projet majeur sur le long terme pour l'astrophysique au niveau mondial, en complément notamment aux activités de l’Agence spatiale européenne (ESA) et de l’Observatoire européen austral (ESO).
En mars 2019, des représentants de sept États du monde entier ont signé le traité visant à établir SKA en tant qu’organisation intergouvernementale (SKA Observatory). D’autres États ont déclaré leur intention de rejoindre cette dernière. Le quartier général de Square Kilometre Array Organisation (SKAO), qui a été inauguré le 10 juillet 2019, est basé à Jodrell Bank, au Royaume-Uni.
Le développement de SKA est suivi de près par de nombreuses institutions suisses. En mars 2020, l’EPFL a été reconnue par le SEFRI comme chef de file de l’intérêt helvétique pour SKA et est devenue, le 6 avril 2020, membre spécial de SKAO ltd, l’entreprise de droit britannique chargée de gérer la phase préparatoire de conception du radiotélescope SKA. Le SEFRI participe avec le statut d’observateur aux réunions du SKA Observatory Council Preparatory Task Force, le comité chargé de finaliser la mise en place de l’organisation intergouvernementale.
LBNF, Long-Baseline Neutrino Facility and DUNE, Deep Underground Neutrino Experiment (physique des particules)
La communauté scientifique mondiale dans la physique des neutrinos développe et construit un projet d'envergure inégalée à ce jour pour poursuivre les recherches dans ce domaine: DUNE, qui devrait être menée dans l’infrastructure LBNF spécialement construite à cette fin. Une collaboration internationale finance et mène à bien ce projet, reconnu pour les progrès de la physique des particules comme un complément essentiel aux recherches menées au CERN. L'infrastructure est basée aux États-Unis, d’une part à Fermilab près de Chicago, d’autre part à Sanford dans le Dakota du sud, dans une ancienne mine réaménagée à cet effet à 1,5 km de profondeur.
La communauté suisse des chercheurs en neutrinos, notamment les universités de Berne, de Bâle et l’ETH Zurich, apporte à cette infrastructure une contribution substantielle et bien reconnue par la collaboration et par les autorités responsables aux USA. Le CERN quant à lui conçoit et construit l’un des détecteurs de l’expérience DUNE, ce qui représente une importante contribution en nature de la part de l’Europe. Le Conseil fédéral a décidé en mai 2019 de soutenir financièrement ces travaux menés au CERN en faveur de LBNF/DUNE.
Les universités de Genève et de Berne ainsi que l’ETH Zürich contribuent également de manière importante à des expériences en physique des neutrinos menées au Japon et examinent leur participation à une grande infrastructure dédiée qui devrait y être construite dès 2020.
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