Le LHC bat des records et le LHCb découvre des tétraquarks !

Les faisceaux de protons du LHC n’ont jamais été si lumineux. Il est même possible de les maintenir stables pendant 37 heures. Que va nous dire l’accumulation des données collectées grâce à eux ? Nul ne le sait encore. En attendant, le CERN a confirmé les premiers succès d’une expérience préparant les accélérateurs du futur ainsi que la découverte de hadrons exotiques (appartenant néanmoins au modèle standard) : des tétraquarks.

Les dernières rumeurs ne sont pas bonnes en ce qui concerne la confirmation, au cours de l’année 2016, de l’existence d’un nouveau boson. Ce dernier aurait été issu d’une physique inconnue, que l’on pensait commencer voir émerger dans les données prises par les détecteurs du Grand Collisionneur de hadrons (LHC) en 2015, mais la prudence s’impose quant à son existence.

Nous serons probablement fixés début août, lorsque les membres des collaborations Atlas et CMS feront part de ce qu’ils ont trouvé dans les analyses des collisions effectuées cette année avec des faisceaux toujours plus lumineux. Un grand rendez-vous des spécialistes de la physique des hautes énergies est en effet prévu à Chicago (États-Unis) du 3 au 10 août, celui de l’International conference on high energy physics, ou Ichep. (C’est une biennale où se rassemblent aussi bien les théoriciens que les expérimentateurs pour faire le point.)

LHC CERN

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

Ne perdons pas pour autant tout espoir de voir rapidement émerger une nouvelle physique au LHC. En effet, le CERN a fait savoir dans un communiqué que les ingénieurs et physiciens étaient en train de battre tous les records avec leur machine, ceux de la luminosité en particulier avec plus de 1034 collisions par seconde et par unité de surface des faisceaux de particules. L’une des clés pour obtenir un tel taux de collision est d’avoir réussi à constituer des faisceaux contenant 2.076 « bunches », des paquets de 120 milliards de protons. Cela permet de produire 160 millions de millions de collisions par semaine d’exploitation du LHC. De quoi révéler des productions rarissimes de nouvelles particules, dont certaines seront peut-être de la matière noire.

Le Cern a également fait savoir ce mois-ci que l’expérience Awake avait franchi une nouvelle étape avec un premier faisceau envoyé avec succès et, selon les prévisions, dans le dispositif. Ce faisceau provenait du Supersynchrotron à protons (SPS), dont on a fêté récemment le quarantième anniversaire. Rappelons qu’il s’agit de tester une nouvelle technique d’accélération de particules qui permettrait de miniaturiser des machines comme le LHC. L’enjeu est ici de pouvoir continuer à monter en énergie à moindre coût si d’aventure de la nouvelle physique se cachait au-dessus de quelques dizaines de TeV (le LHC effectue actuellement des collisions à 13 TeV).

Luminosités LHC

Ce graphique montre la luminosité intégrée qui a été délivrée lors des expériences Atlas et CMS en 2011, 2012, 2015 et 2016. La luminosité intégrée permet de mesurer le nombre de données liées aux expériences et s’exprime en femtobarns inverses (fb-1). Un femtobarn inverse correspond à environ 80 millions de millions de collisions. (Source : CERN)

La collaboration LHCb a de son côté annoncé qu’après la mise en évidence d’un pentaquark elle avait fait la découverte de trois nouveaux hadrons exotiques, qui sont constitués de quatre quarks (tétraquarks). Elle a également confirmé l’existence d’un quatrième. Il ne s’agit pas pour autant de signes d’une nouvelle physique car ces particules peuvent prendre place dans le modèle des quarks, au cœur de la chromodynamique quantique, et donc dans le cadre du modèle standard.

Source : Futura-Sciences

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