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Le grand collisionneur se lance dans la quête d'une «nouvelle physique»

Le plus grand accélérateur de particules du monde, le LHC du CERN, a entamé... (PHOTO MARTIAL TREZZINI, ARCHIVES AP)

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PHOTO MARTIAL TREZZINI, ARCHIVES AP

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Agnès PEDRERO
Agence France-Presse
Genève

Le plus grand accélérateur de particules du monde, le LHC du CERN, a entamé mercredi une nouvelle phase d'expériences inédites avec une énergie presque doublée, les scientifiques espérant pousser la porte d'une «nouvelle physique».

À 10h40 locales (4h40 HE), le LHC (Large Hadron Collider) a fourni ses premières collisions de protons à l'énergie record de 13 TeV (téraélectronvolts), après deux ans de maintenance et de réparations. Au CERN (l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire), à Genève, les applaudissements ont fusé et le champagne a été débouché.

Les passionnés des particules ont eu la possibilité de suivre sur internet les moments clef de cette journée de redémarrage des expériences, depuis l'injection des faisceaux de protons et leur montée en énergie jusqu'à 6,5 TeV, jusqu'au début de l'acquisition de données à 13 TeV d'énergie de collision.

Celle-ci est presque doublée par rapport à celle atteinte lors de la première période d'exploitation du LHC qui avait duré trois ans et avait permis de confirmer en 2012 l'existence du boson de Higgs, considéré comme la clef de voûte de la structure fondamentale de la matière. Cette découverte avait valu le prix Nobel de Physique à Peter Higgs et François Englert en 2013.

«Maintenant les expériences peuvent démarrer», a déclaré en direct sur internet le directeur général du CERN, Rolf Heuer, en prévenant qu'il ne fallait pas s'attendre à des résultats dès les prochains mois.

«La première exploitation du LHC (...) qui a culminé avec cette découverte majeure (NDLR le boson de Higgs) en juillet 2012, n'était que le début du voyage. Maintenant est venu le temps de la nouvelle physique! Les premières données commencent à affluer. Voyons ce qu'elles nous révèleront sur la façon dont fonctionne notre Univers», a-t-il dit.

Le LHC, situé à la frontière franco-suisse, comprend un tunnel en forme d'anneau de 27 kilomètres. Il a été redémarré en avril.

Territoires inexplorés

Ces prochaines semaines, les scientifiques vont commencer à enregistrer les données. Jusqu'à 1 milliard de collisions se produira chaque seconde, générant des avalanches de particules dans les détecteurs.

À chaque seconde de fonctionnement du LHC et de ses expériences, plusieurs gigaoctets de données parviendront au centre de calcul du CERN pour y être stockés, triés et partagés avec des physiciens dans le monde entier.

Le LHC va essayer d'obtenir pendant les trois prochaines années des données pour comprendre les mystères de la matière.

Pour les scientifiques, la Saison 2 du LHC doit permettre d'ouvrir des perspectives sur des territoires inexplorés de la physique.

«Nous essayons de trouver une brèche» dans la théorie du «Modèle standard», la théorie qui intègre les connaissances actuelles sur les particules et les forces fondamentales, explique Pauline Gagnon, chercheuse au CERN.

«C'est une bonne base, mais ce modèle n'explique que la pointe de l'iceberg», souligne-t-elle. «Il ne dit rien par exemple sur la matière noire, qu'on ne voit pas, car elle n'émet pas de lumière, mais qui représente 27% du contenu de l'Univers».

Enfouies à quelque 100 mètres sous terre, le long de l'anneau du LHC, se trouvent quatre «expériences» - soit quatre détecteurs chargés de scruter les collisions que les scientifiques doivent ensuite analyser.

Atlas et CMS sont des détecteurs polyvalents, conçus pour explorer toute une gamme de phénomènes de physique, allant du boson de Higgs à la matière noire. L'expérience Alice se spécialise dans l'étude du plasma quark-gluon, un état de la matière dont les experts pensent qu'il aurait existé quelques instants après le Big Bang. Le détecteur LHCb cherche à comprendre les différences entre matière et antimatière en analysant certains quarks.

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