LHC : de nouveaux records et, peut-être, une future découverte

L’année dernière, un nouveau boson avait pointé le bout de son nez dans les données collectées par le LHC (le Grand collisionneur de hadrons). Alors, existe-t-il réellement ? Le suspense est à son comble et la chasse se poursuit avec des taux de collisions record.

Avant d’entrer dans le LHC (le Grand collisionneur de hadrons, ou Large Hadron Collider, en anglais), les protons destinés à y atteindre des énergies de 13 TeV subissent toute une série de pré-accélérations avec différentes machines.

L’une d’elle est le Synchrotron à protons (ou PS, l’acronyme de Proton Synchrotron, en anglais). Il a été mis en service en 1959, si bien qu’en 2009 on a fêté son cinquantenaire en présence de nombreux prix Nobel. Il y a un peu plus d’une semaine, il est tombé en panne, ce qui a conduit le CERN à interrompre le second run pendant quelques jours.

LHC CERN

Le LHC, le plus puissant collisionneur de particules jamais réalisé par l’Homme (Source : CERN).

Cela n’aura toutefois pas d’incidence sur la chasse au nouveau boson. Celui-ci semble en effet pointer le bout de son nez dans les détecteurs Atlas et CMS. Sa masse serait d’environ 750 fois celle d’un proton, donc de 750 GeV, comme disent les physiciens dans leur jargon. Cette chasse est, bien sûr, effectuée en tenant compte des principes qui gouvernent le monde quantique.

Avant l’incident lié au Synchrotron à protons, les ingénieurs et physiciens en charge du LHC au CERN avaient réussi à produire le plus long temps de collisions avec des faisceaux de protons dans le géant de 27 kilomètres de circonférence, à savoir 35,5 heures. Ce record est très encourageant car il permet d’envisager le futur du LHC avec confiance. En effet, les travaux d’amélioration qui lui ont permis d’atteindre des énergies de 13 TeV et d’augmenter la luminosité des faisceaux ont visiblement porté leurs fruits : la machine semble fonctionner sans réels problèmes.

La luminosité, c’est-à-dire, en gros, l’équivalent de la quantité de grains de lumière traversant par seconde une surface donnée, mais ici avec des protons, est en train d’atteindre des records. Les faisceaux contiennent maintenant 2.040 « bunches », c’est-à-dire des paquets de particules, et ceux-ci contiennent en moyenne 100 milliards de protons. La fréquence des collisions (et donc le nombre de collisions par seconde), en devenant de plus en plus élevée, permet d’espérer la découverte rapide des processus de création de nouvelles particules rares. Si cette fréquence n’est pas suffisamment importante, cela pourrait malheureusement nécessiter des décennies de fonctionnement du LHC, voire bien plus.

Toujours est-il qu’actuellement ce que les chercheurs appellent « la luminosité intégrée », c’est-à-dire la luminosité cumulée sur une période donnée, a dépassé cette année 1 femtobarn inverse en début de semaine, soit un quart de la luminosité enregistrée pendant toute l’année 2015.

Source : Futura-Sciences

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