Après plus d'un an d'inactivité, le grand collisionneur de hadrons a été redémarré dans la nuit du 20 au 21 novembre 2009. Deux injections de particules ont eu lieu dans les deux sens dans les anneaux. La montée en puissance se poursuit.
Après plus d’un an d’inactivité, le grand collisionneur de hadrons (protons ou ions de plomb), situé entre la France et la Suisse et exploité par le CERN, a été redémarré dans la nuit du 20 au 21 novembre 2009. Sur ces trois derniers jours, deux injections de particules ont eu lieu dans les deux sens dans les anneaux du Large hadron collider (LHC). Objectif à moyen termes : parvenir à faire entrer en collision, à une vitesse proche de la lumière, les particules de ces deux faisceaux afin de faire jaillir des particules élémentaires encore jamais observées. Comment ? Grâce à un puissant champ magnétique, généré par des électroaimants supraconducteurs baignés dans un froid intense de – 271degrés Celsius. En fait, ce redémarrage était préparé depuis la fin de l’été. Le 8 octobre dernier, le LHC atteignait sa température de fonctionnement de 1,9 Kelvin, soit environ – 271 degrés Celsius. Le 23 octobre, des particules étaient injectées dans la machine, sans circuler toutefois. Le 7 novembre, un faisceau était amené dans trois octants de la machine, mais ce n’est que le 20 novembre, que des faisceaux ont de nouveau circulé dans l’anneau.Prochaine étape : les collisions à basse énergie. Elles devraient se dérouler dans une semaine et livreront les premières données qui permettront de mener à bien un travail d’étalonnage. Cette étape sera marquante, car, jusqu’à présent, toutes les données enregistrées par les détecteurs viennent des rayons cosmiques. Il s’agira ensuite de faire monter en énergie les faisceaux, afin de préparer, en 2010, des collisions à 7 TeV (3,5 TeV par faisceau).
Tenter de répondre à des questions fondamentalesD’une circonférence de 26.659 mètres, le LHC qui est composé de structures accélératrices qui augmentent l’énergie des particules qui y circulent et qui contient au total 9.300 aimants, dont 1.234 aimants dipolaires de 15 m de long utilisés pour courber la trajectoire des faisceaux, et 392 aimants quadripolaires de 5 à 7 m de long qui concentrent les faisceaux, est à ce jour le plus grand accélérateur de particules au monde. Les expériences qui y seront menées tentent de répondre à des questions fondamentales telles que :
Comment les particules acquièrent-elles leur masse ? Pourquoi certaines n’en ont-elles pas ? Les expériences ATLAS (Toroidal LHC ApparatuS) et CMS (Compact Muon Solenoid) traqueront à cette fin les signes de l’existence du Boson de Higgs, une particule essentielle à la cohérence du modèle standard mais que personne n’a jamais pu observer jusqu’à ce jour.
De quoi sont constitués les 96 % de l’Univers invisible ? Encore une fois, les expériences ATLAS et CMS entrent en jeu. Elles chercheront des particules supersymétriques afin de tester une hypothèse plausible sur la nature de la matière noire.
Pourquoi la nature préfère-t-elle la matière au détriment de l’antimatière ? L’expérience LHCb, pour Large Hadron Collider beauty, cherchera les différences entre matière et antimatière et contribuera à répondre à cette question.
Comment la matière a-t-elle évolué au tout début de l’existence de l’Univers ? L’expérience ALICE pour Large Ion Collider Experiment tentera de répondre à cette question en étudiant les particules qui n’existent plus. Comment ? En recréant, grâce au LHC, des conditions similaires à celles qui régnaient juste après le Big Bang.
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