Pour savoir d’où vient l’or, la Chine vient d’enterrer deux kilomètres de tuyaux sous la province du Guangdong.
Le 21 juillet 2026, l’installation d’accélérateur d’ions lourds à haute intensité (en anglais High Intensity Heavy-ion Accelerator Facility ou HIAF) a commencé les tests, à Huizhou, dans le sud de la Chine.
Conçue par l’Institut de physique moderne de l’Académie chinoise des sciences, basé à Lanzhou, à plus de deux mille kilomètres de là, la machine a réclamé sept ans de chantier depuis le premier coup de pioche de décembre 2018, pour un budget de 2,6 milliards de yuans (environ 326 millions d’euros).
Elle affiche d’emblée des records mondiaux d’intensité de faisceau et devrait permettre de repousser encore un peu plus loin les limites du savoir humain sur la matière.
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La Chine dévoile le HIAF, un nouvel accélérateur de particule qui doit répondre à trois
Des balles microscopiques lancées contre la matière
Le principe d’un accélérateur d’ions lourds tient en peu de mots. On dépouille des atomes d’une partie de leurs électrons, ce qui les charge positivement. Des champs électriques les propulsent, des champs magnétiques les guident, et voilà des faisceaux lancés à des vitesses proches de celle de la lumière. Yang Jiancheng, directeur adjoint de l’Institut de physique moderne et ingénieur en chef du projet, résume la suite d’une formule imagée : ces ions lancés à toute allure se comportent comme « des balles microscopiques ». On les projette contre des noyaux cibles, ou les uns contre les autres, et l’on observe les débris.
L’Académie chinoise préfère parler de super-microscope. Qu’importe l’analogie, la règle es tout le temps la même : plus le faisceau est intense, plus on voit de choses rares.
HIAF sait accélérer toute la gamme, de l’hydrogène à l’uranium, et fabriquer des milliers de noyaux atomiques instables dont la plupart n’existent nulle part sur Terre.
Le tableau périodique a-t-il une fin ?
Un noyau atomique, c’est un assemblage de protons et de neutrons.
Les protons, tous chargés positivement, se repoussent furieusement ; seule la force nucléaire forte les maintient ensemble, et elle n’a qu’une portée dérisoire. Ajoutez trop de particules, et l’édifice se disloque en une fraction de seconde. Jusqu’où peut-on aller ? Personne ne le sait avec certitude. Les théoriciens dessinent des frontières, ce qu’ils appellent les lignes d’égouttement, au-delà desquelles un noyau ne peut plus retenir un nucléon de plus. Ces frontières restent largement hypothétiques, faute d’avoir pu les approcher expérimentalement.
HIAF, à la manière du LHC du CERN, est bâti pour aller y voir. Pendant sa seule phase de mise en service, l’installation a déjà permis d’observer deux isotopes inédits… deux variantes d’éléments connus que personne n’avait jamais vues.
Reproduire la cuisine des étoiles
Le fameux Big Bang que tout le monde (ou presque) connait n’a produit que des éléments légers : hydrogène, hélium, une pincée de lithium. Tout le reste : le carbone de nos cellules, le fer de notre sang, l’or des alliances, l’uranium des centrales etc., a été forgé plus tard, dans le ventre des étoiles et dans les cataclysmes qui les emportent. Les éléments les plus lourds naîtraient d’une avalanche de captures de neutrons, si rapide que les noyaux n’ont pas le temps de se désintégrer entre deux prises.
Pour modéliser ce mécanisme, il faut connaître la masse de noyaux qui ne survivent qu’un battement de cils. Or c’est précisément la spécialité de HIAF : lors des essais, ses équipes ont mesuré la masse de l’or 202, un noyau très éphémère, avec une précision deux fois supérieure au record mondial précédent.
Chaque mesure de ce genre resserre les modèles qui racontent la naissance des métaux lourds.
Voici quelques exemples de questions auxquelles le HIAF doit permettre de répondre :
| La question | Ce qu’on ignore | Ce que HIAF apporte |
|---|---|---|
| Le tableau périodique a-t-il une fin ? | Combien de protons et de neutrons un noyau peut contenir avant de se disloquer | Faisceaux de l’hydrogène à l’uranium, capables de produire des milliers de noyaux instables |
| D’où viennent l’or et l’uranium ? | La masse exacte des noyaux très éphémères qui interviennent dans les cataclysmes stellaires | Un spectromètre à anneau de très haute précision, déjà crédité d’un record sur l’or 202 |
| À quoi ressemble un noyau exotique ? | La structure des noyaux très riches en neutrons ou en protons | Six terminaux expérimentaux, dont une ligne dédiée aux faisceaux d’ions radioactifs |
| Comment se comporte la matière dans les étoiles ? | L’état de la matière nucléaire sous des conditions de densité et de température extrêmes | Des énergies allant du mégaélectronvolt au gigaélectronvolt par nucléon |
Un projet colossal et novateur
La ligne de faisceau court sur deux kilomètres à treize mètres sous terre, sur un site d’une trentaine d’hectares. Pour que les ions ne percutent aucune molécule parasite en chemin, l’enceinte doit être vidée jusqu’à un millionième de milliardième de bar… Un vide similaire à celui qui règne à la surface de la Lune. La paroi qui le contient est doublée d’un alliage de titane de 0,3 millimètre d’épaisseur, soit deux fois et demie moins qu’une carte bancaire.
Les aimants, eux, doivent changer d’état à un rythme effréné : plusieurs milliers d’ampères en cent millisecondes, ce qui correspond à une montée de champ magnétique de douze teslas par seconde. Le tout représente six mille équipements de grande taille, près de cinq millions de pièces et plus d’un million de mètres de tuyauterie.
HIAF est présenté comme la première installation au monde à marier un accélérateur linéaire supraconducteur et un synchrotron à cycle rapide.
Des étoiles au service de la cancérologie
Les retombées annoncées ne se limitent pas à la physique fondamentale. Les faisceaux d’ions lourds servent déjà, ailleurs dans le monde, à irradier certaines tumeurs avec une précision que les rayons X n’atteignent pas. HIAF doit également tester la résistance des matériaux embarqués sur les engins spatiaux, produire de nouveaux isotopes à usage médical et servir la recherche sur les matériaux fonctionnels.
L’installation se veut ouverte à la communauté internationale, sur le modèle des grands équipements européens et américains. Reste à voir ce que cette promesse deviendra dans un contexte où les collaborations scientifiques se heurtent de plus en plus aux frontières. La machine, elle, tourne déjà. Les questions qu’elle doit trancher, en revanche, attendent depuis un siècle… et rien ne dit qu’elles se laisseront faire !
Liste des principaux accélérateurs de particules dans le monde en 2026 :
| Installation | Lieu | Sa spécialité | Statut en juillet 2026 |
|---|---|---|---|
| LHC | CERN, frontière franco-suisse | Collisions de protons à la plus haute énergie du monde (13,6 TeV) ; découverte du boson de Higgs en 2012 | À l’arrêt depuis le 27 juin 2026 pour sa troisième grande rénovation ; redémarrage prévu en 2030 |
| SuperKEKB | KEK, Tsukuba (Japon) | Électrons contre positrons ; record mondial de luminosité, traque des différences entre matière et antimatière | En service avec le détecteur Belle II |
| RHIC | Brookhaven, New York | Collisions de noyaux d’or ; découverte du plasma de quarks et de gluons, la matière des premiers instants | Dernières collisions le 6 février 2026, après 25 ans ; démantèlement en cours |
| EIC | Brookhaven, New York | Électrons lancés contre des ions pour disséquer l’intérieur des protons ; seul collisionneur polarisé au monde | En construction sur les restes de RHIC, chantier d’une dizaine d’années |
| GSI-FAIR | Darmstadt (Allemagne) | Éléments superlourds et noyaux exotiques ; six éléments du tableau périodique y ont été découverts | Hors service depuis l’incendie du 5 février 2026 ; essais de FAIR reportés sans date |
| FRIB | Michigan State University (États-Unis) | Fabrication d’isotopes rares pour comprendre la naissance des éléments dans les étoiles | En service depuis mai 2022, plus de 1 800 utilisateurs enregistrés |
| HIAF | Huizhou, Guangdong (Chine) | Faisceaux d’ions lourds les plus intenses au monde ; mesure de masse des noyaux les plus éphémères | Exploitation à titre d’essai depuis le 21 juillet 2026 |
| NICA | Doubna (Russie) | Matière nucléaire dense, à des énergies plus basses mais des densités plus élevées que le LHC | En construction et mise en service progressive |
Statuts arrêtés au 24 juillet 2026. Les machines listées relèvent de la recherche fondamentale ; elles ne représentent qu’une fraction infime des accélérateurs en service dans le monde, dont l’immense majorité sert à des usages médicaux ou industriels.
Sources :
Académie chinoise des sciences, China’s high intensity heavy-ion accelerator facility completes construction, begins trial operations (21 juillet 2026)
https://www.eurekalert.org/news-releases/1136740
Communiqué officiel détaillant les caractéristiques techniques, les records d’intensité, la mesure de l’or 202 et les deux nouveaux isotopes.
Xinhua, Major national sci-tech infrastructure project HIAF enters trial operations in S China’s Guangdong (21 juillet 2026)
https://english.news.cn/20260721/e91a90de398b4b35b4940f4121f82aee/c.html
Dépêche de l’agence officielle chinoise sur la recette technique et le volume d’équipements installés.
South China Morning Post, China fires up powerful particle accelerator to unlock secrets of atoms (23 juillet 2026)
https://www.scmp.com/news/china/science/article/3361428/china-fires-powerful-particle-accelerator-unlock-secrets-atoms
Reprise détaillée incluant le coût du projet et les déclarations de Yang Jiancheng.
AAPPS Bulletin, Status of the high-intensity heavy-ion accelerator facility in China (2022)
https://doi.org/10.1007/s43673-022-00064-1
Article évalué par les pairs décrivant l’architecture de l’installation et ses objectifs scientifiques.
Crédit image de mise en avant : Académie chinoise des sciences
