Le grand collisionneur de hadrons atteint des niveaux d’énergie sans précédent

Le plus grand et le plus puissant accélérateur de particules au monde a rouvert en avril après une interruption de trois ans.

Dix ans après la découverte du boson de Higgs, le Large Hadron Collider est sur le point de briser des protons avec des niveaux d’énergie sans précédent dans sa quête pour découvrir plus de secrets sur le fonctionnement de l’univers.

L’accélérateur de particules le plus grand et le plus puissant au monde a redémarré en avril après une interruption de trois ans pour des mises à niveau en vue de sa troisième exécution.

À partir de mardi, il fonctionnera 24 heures sur 24 pendant près de quatre ans à une énergie record de 13,6 billions d’électron-volts, a annoncé l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) lors d’une conférence de presse la semaine dernière.

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

Les collisions résultantes seront enregistrées et analysées par des milliers de scientifiques dans le cadre d’une série d’expériences, dont ATLAS, CMS, ALICE et LHCb, qui utiliseront la capacité améliorée pour étudier la matière noire, l’énergie noire et d’autres mystères fondamentaux.

1,6 milliard de collisions par seconde

« 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, les faisceaux de protons seront rétrécis à moins de 10 microns – un cheveu humain a une épaisseur d’environ 70 microns – pour augmenter la vitesse d’impact, a-t-il ajouté.

La nouvelle vitesse d’énergie leur permettra d’étudier plus avant le boson de Higgs, que le Large Hadron Collider a observé pour la première fois le 4 juillet 2012.

Par rapport à la première exécution du collisionneur qui a découvert le boson, il y aura 20 fois plus de collisions cette fois

Par rapport au premier essai du collisionneur qui a découvert le boson, il y aura cette fois 20 fois plus de collisions.

La découverte a révolutionné la physique, en partie parce que le boson s’inscrivait dans le modèle standard – la théorie générale de toutes les particules fondamentales qui composent la matière et les forces qui les contrôlent.

Cependant, plusieurs découvertes récentes ont soulevé des questions sur le modèle standard, et l’accélérateur nouvellement mis à niveau approfondira le boson de Higgs.

“Le boson de Higgs est lié à certaines des questions ouvertes les plus profondes de la physique fondamentale actuelle”, a déclaré la directrice générale du CERN, Fabiola Gianotti, qui a annoncé la découverte du boson il y a dix ans.

Par rapport au premier essai du collisionneur qui a découvert le boson, il y aura cette fois 20 fois plus de collisions.

“Il s’agit d’une augmentation significative, ouvrant la voie à de nouvelles découvertes”, a déclaré Lamont.

Joachim Mnich, responsable de la recherche et de l’informatique au CERN, a déclaré qu’il y avait encore beaucoup à apprendre sur le boson.

« Le boson de Higgs est-il vraiment une particule fondamentale ou est-ce un composite ? Il a demandé.

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

Joachim Mnich, responsable de la recherche et de l'informatique au CERN, a déclaré qu'il y avait encore beaucoup à apprendre sur le boson de Higgs

Joachim Mnich, responsable de la recherche et de l’informatique au CERN, a déclaré qu’il y avait encore beaucoup à apprendre sur le boson de Higgs.

“Nouvelle saison de physique”

Des expériences antérieures ont déterminé la masse du boson de Higgs, ainsi que celle de plus de 60 particules composites prédites par le modèle standard, comme le tétraquark.

Mais Gian Giudice, chef du département de physique théorique du CERN, a déclaré que l’observation des particules n’était qu’une partie du travail.

“La physique des particules ne veut pas seulement comprendre le comment – notre objectif est de comprendre le pourquoi”, a-t-il déclaré.

L’une des neuf expériences du Large Hadron Collider est ALICE, qui examine 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 période d’exploitation, l’accélérateur reviendra en 2029 sous le nom de LHC à haute luminosité, multipliant par 10 le nombre d’événements détectables.

De plus, les scientifiques prévoient un futur collisionneur circulaire – un anneau de 100 kilomètres qui vise à atteindre des énergies allant jusqu’à 100 billions d’électron-volts.

Mais pour l’instant, les physiciens attendent avec impatience les résultats de la troisième campagne du Large Hadron Collider.

“Une nouvelle saison de physique commence”, a déclaré le CERN.


Le grand collisionneur de hadrons redémarre après une interruption de trois ans


© 2022 AFP

Devis: Large Hadron Collider tourne à un niveau d’énergie sans précédent (2022, 4 juillet), extrait le 4 juillet 2022 de https://phys.org/news/2022-07-large-hadron-collider-revs-unprecedented.html

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