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Le Large Hadron Collider augmente les niveaux d’énergie comme jamais auparavant

Sur cette photo d’archive, l’équipe des médias est informée à côté du circuit intégré du détecteur solénoïde de muons dans le tunnel du grand collisionneur de hadrons de l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire à Sissi, en France. – Agence de presse française

Paris : Dix ans après la découverte du boson de Higgs, le Grand collisionneur de hadrons commencera à écraser des protons à des taux d’énergie sans précédent dans sa quête pour découvrir plus de secrets sur le fonctionnement de l’univers.

Le pulvérisateur de particules le plus grand et le plus puissant au monde a repris ses activités en avril après une interruption de trois ans pour effectuer des mises à niveau en vue d’un troisième tour.

L’Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) a annoncé lors d’une conférence de presse la semaine dernière qu’elle fonctionnerait 24 heures sur 24 pendant près de quatre ans avec une capacité record de 13,6 billions d’électronvolts, mardi.

Il enverra deux faisceaux de protons – des particules dans le noyau d’un atome – dans des directions opposées à la vitesse presque de la lumière autour d’un anneau de 27 kilomètres (17 miles) enfoui à 100 mètres sous la frontière franco-suisse.

Le collisionneur le plus puissant du monde enverra deux faisceaux de protons dans des directions opposées à une vitesse proche de la lumière

La collision résultante sera enregistrée et analysée par des milliers de scientifiques dans le cadre d’une série d’expériences, dont ATLAS, CMS, ALICE et LHCb, qui utiliseront la force de propulsion pour explorer la matière noire, l’énergie noire et d’autres mystères fondamentaux.

« Notre objectif est de produire 1,6 milliard de collisions proton-proton par seconde » pour les expériences ATLAS et CMS, a déclaré Mike Lamont, responsable des accélérateurs et de la technologie au CERN.

Cette fois, a-t-il ajouté, le faisceau de protons serait rétréci à moins de 10 microns – l’épaisseur d’un cheveu humain d’environ 70 microns – pour augmenter le taux de collision.

Les nouveaux niveaux d’énergie leur permettront de poursuivre la recherche du boson de Higgs, qui a été observé pour la première fois par le Large Hadron Collider le 4 juillet 2012.

Cette découverte a révolutionné la physique en partie parce que les bosons s’inscrivent dans le modèle standard – la théorie dominante de toutes les particules fondamentales qui composent la matière et les forces qui les régissent.

Cependant, certains résultats récents ont soulevé des questions sur le modèle standard, et le collisionneur nouvellement mis à jour examinera plus en profondeur le boson de Higgs.

“Le boson de Higgs est associé à certaines des questions ouvertes les plus profondes de la physique fondamentale aujourd’hui”, a déclaré Fabiola Gianotti, directrice générale du CERN, qui a annoncé pour la première fois la découverte du boson il y a dix ans.

Par rapport à la première collision qui a trouvé le boson, il y aura cette fois 20 fois plus de collisions. “Il s’agit d’une amélioration significative, ouvrant la voie à de nouvelles découvertes”, a déclaré Lamont.

Il reste encore beaucoup à apprendre sur les bosons, a déclaré Joachim Menich, responsable de la recherche et de l’informatique au CERN. « Les particules de Higgs sont-elles vraiment fondamentales ou composites ? demandé.

“Est-ce la seule particule de type Higgs – ou y a-t-il d’autres particules?”

Des expériences précédentes ont déterminé la masse du boson de Higgs, ainsi que plus de 60 particules composites prédites par le modèle standard, telles que les tétraquarks.

Mais Gian Giudice, chef du département de physique théorique au CERN, affirme que l’observation des particules n’est qu’une partie du travail. “La physique des particules ne veut pas seulement comprendre comment – notre objectif est de comprendre pourquoi”, a-t-il déclaré.

Parmi les neuf expériences du Large Hadron Collider figurent ALICE, qui sonde la matière qui existait dans les 10 premières microsecondes après le Big Bang, et LHCf, qui utilise les collisions pour simuler les rayons cosmiques.

Après cette course, l’impacteur reviendra en 2029 sous la forme d’un LHC, multipliant par 10 le nombre d’événements détectables.

De plus, les scientifiques prévoient de créer un futur impacteur circulaire – un anneau de 100 kilomètres de long qui vise à atteindre des énergies colossales allant jusqu’à 100 billions d’électron-volts. Mais pour l’instant, les physiciens attendent les résultats du troisième tour du Large Hadron Collider. “Une nouvelle saison de physique a commencé”, a déclaré l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire, le CERN.

Publié dans Aube, 5 juillet 2022

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