Publié à 00h28
Pierre CELERIER Agence France-Presse
Le Large Hadron Collider (LHC) a redémarré en avril, après un arrêt technique de trois ans, pour des travaux de maintenance et pour améliorer la production et la détection de particules.
Il fonctionnera à pleine puissance de collision de 13,6 billions d’électron-volts (TeV) pendant quatre ans, ont annoncé des responsables de l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) lors d’une conférence de presse la semaine dernière.
Ses deux faisceaux de protons – les particules du noyau de l’atome – accélérés à une vitesse proche de celle de la lumière, circuleront en sens opposés dans l’anneau de 27 km, enfoui à 100 m sous terre à la frontière française.
Les détecteurs de nombreuses expériences (notamment ATLAS, CMS, ALICE et LHCb) enregistreront alors les collisions de protons, qui produisent des particules éphémères qui expliquent le fonctionnement de la matière.
1,6 milliard de collisions par seconde
“Nous visons un taux de 1,6 milliard de collisions proton-proton par seconde pour les expériences ATLAS et CMS”, a déclaré jeudi Mike Lamont, directeur des accélérateurs et de la technologie au CERN.
Plus ces collisions sont violentes, plus elles permettent de « casser » les particules pour identifier leurs composants et leurs interactions.
Les faisceaux de protons seront focalisés pour atteindre des points d’interaction d’une taille infime, “10 microns, afin d’augmenter le taux de collision” des protons, a expliqué Mike Lamont.
Le temple planétaire de l’infinitésimal, construit en 2008, a conduit à la découverte du boson de Higgs, annoncée il y a exactement dix ans par Fabiola Gianotti, alors coordinatrice de l’expérience CMS et aujourd’hui directrice générale du CERN.
“Le boson de Higgs est lié à certaines des questions les plus profondes de la physique fondamentale, de la structure et de la forme de l’Univers à la façon dont les autres particules sont organisées”, selon le chercheur.
Sa découverte a révolutionné la physique, confirmant la prédiction des chercheurs qui en avaient fait, près de 50 ans plus tôt, un élément central du Modèle standard de la physique des particules (SM). Le boson de Higgs est la manifestation d’un champ, c’est-à-dire d’un espace, qui donne une masse aux particules élémentaires qui composent la matière.
Encore des secrets à livrer
Les chercheurs ont réussi à le débusquer grâce à l’analyse d’environ 1,2 milliard de collisions de protons entre eux. L’ouverture de la troisième rangée du LHC mardi multipliera ce nombre par vingt. “C’est une augmentation significative qui ouvre la voie à de nouvelles découvertes”, note Mike Lamont.
Car le boson de Higgs n’a pas livré tous ses secrets. A partir de sa nature. “Est-ce une particule fondamentale ou un composite”, c’est-à-dire un assemblage de nombreuses particules encore inconnues, demande Joachim Mnich, directeur de la recherche et de l’informatique au CERN. Mieux, « est-ce le seul boson de Higgs existant ou y en a-t-il d’autres ? »
Des expériences antérieures ont permis de déterminer la masse du boson de Higgs, ainsi que la découverte de plus de 60 particules complexes prédites par le modèle standard, comme le tétraquark.
Mais comme le rappelle Gian Giudice, responsable de la physique théorique au CERN, “les particules ne sont que la manifestation d’un phénomène”, alors que “le but de la physique des particules est de comprendre les principes fondamentaux de la nature”. Comme la nature de l’hypothétique matière noire ou de la non moins mystérieuse énergie noire.
Neuf expériences exploiteront ainsi la production de particules de l’accélérateur. Comme ALICE, qui étudie le plasma primordial de matière qui a régné dans les dix premières microsecondes après le Big Bang. Ou LHCf, qui simule les rayons cosmiques.
La prochaine étape du grand accélérateur aura lieu après la troisième pause, en 2029, avec son passage en “haute luminosité”, qui décuplera le nombre d’événements détectables.
Au-delà, les chercheurs du CERN étudient le projet Future Circular Collider (FCC), un anneau de 100 km dont l’étude de faisabilité est attendue fin 2025. « Ce sera la machine ultime pour étudier le boson de Higgs, qui est un outil très puissant pour comprendre la physique fondamentale », a conclu Fabiola Gianotti.
title: “Le Plus Grand Acc L Rateur De Particules Au Monde D Colle Avec Une Nergie Record " ShowToc: true date: “2022-11-19” author: “Ronald Davis”
Le Large Hadron Collider (LHC) a redémarré en avril, après un arrêt technique de trois ans, pour des travaux de maintenance et pour améliorer la production et la détection de particules. Il fonctionnera à pleine puissance de collision de 13,6 billions d’électron-volts (TeV) pendant quatre ans, ont annoncé des responsables de l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) lors d’une conférence de presse la semaine dernière. Ses deux faisceaux de protons – les particules du noyau de l’atome – accélérés à une vitesse proche de celle de la lumière, circuleront en sens opposés dans l’anneau de 27 km, enfoui à 100 m sous terre à la frontière franco-suisse. Les détecteurs de nombreuses expériences (notamment ATLAS, CMS, ALICE et LHCb) enregistreront alors les collisions de protons, qui produisent des particules éphémères qui expliquent le fonctionnement de la matière.
1,6 milliard de collisions par seconde
“Nous visons un taux de 1,6 milliard de collisions proton-proton par seconde pour les expériences ATLAS et CMS”, a déclaré jeudi Mike Lamont, directeur des accélérateurs et de la technologie au CERN. Plus ces collisions sont violentes, plus elles permettent de « casser » les particules pour identifier leurs composants et leurs interactions. Les faisceaux de protons seront focalisés pour atteindre des points d’interaction d’une taille infime, “10 microns, afin d’augmenter le taux de collision” des protons, a expliqué Mike Lamont. Le temple mondial de l’infinitésimal, construit en 2008, a conduit à la découverte du boson de Higgs, annoncée il y a exactement dix ans par Fabiola Gianotti, alors coordinatrice de l’expérience ATLAS et aujourd’hui directrice générale du CERN. “Le boson de Higgs est lié à certaines des questions les plus profondes de la physique fondamentale, de la structure et de la forme de l’Univers à la façon dont les autres particules sont organisées”, selon le chercheur. Sa découverte a révolutionné la physique, confirmant la prédiction des chercheurs qui en avaient fait, près de 50 ans plus tôt, un élément central du Modèle standard de la physique des particules (SM). Le boson de Higgs est la manifestation d’un champ, c’est-à-dire d’un espace, qui donne une masse aux particules élémentaires qui composent la matière.
Encore des secrets à livrer
Les chercheurs ont réussi à le débusquer grâce à l’analyse d’environ 1,2 milliard de collisions de protons entre eux. L’ouverture de la troisième rangée du LHC mardi multipliera ce nombre par vingt. “C’est une augmentation significative qui ouvre la voie à de nouvelles découvertes”, note Mike Lamont. Car le boson de Higgs n’a pas livré tous ses secrets. A partir de sa nature. “Est-ce une particule fondamentale ou un composite”, c’est-à-dire un assemblage de nombreuses particules encore inconnues, se demande Joachim Mnich, directeur de la recherche et du calcul au CERN. Mieux encore, “le boson de Higgs est-il le seul qui existe, ou y en a-t-il d’autres ?” Des expériences antérieures ont permis de déterminer la masse du boson de Higgs, ainsi que la découverte de plus de 60 particules complexes prédites par le modèle standard, comme le tétraquark. Mais comme le rappelle Gian Giudice, responsable de la physique théorique au CERN, “les particules ne sont que la manifestation d’un phénomène”, alors que “le but de la physique des particules est de comprendre les principes fondamentaux de la nature”. Comme la nature de l’hypothétique matière noire ou de la non moins mystérieuse énergie noire. Neuf expériences exploiteront ainsi la production de particules de l’accélérateur. Comme ALICE, qui étudie le plasma primordial de matière qui a régné dans les dix premières microsecondes après le Big Bang. Ou LHCf, qui simule les rayons cosmiques. La prochaine étape du grand accélérateur viendra après la troisième pause, en 2029, avec son passage en “haute luminosité”, qui décuplera le nombre d’événements détectables. Au-delà, les chercheurs du CERN se tournent vers le projet Future Circular Collider (FCC), un anneau de 100 km dont l’étude de faisabilité est attendue fin 2025. « Ce sera la machine ultime pour étudier le boson de Higgs, qui est un outil très puissant pour comprendre la physique fondamentale », a conclu Fabiola Gianotti.
