Ça chauffe au LHC

30/03/10 à 12:49 - Mise à jour à 12:49

Source: Le Vif

Expérience retardée dans le plus grand collisionneur au monde ! Pour la première fois ce mardi 30 mars, des milliers de protons étaient lancés à des énergies encore jamais atteintes. Suite à une perturbation magnétique dans les circuits, la machine s'est arrêtée pendant plus d'une heure. Depuis, la situation s'est rétablie.

Ça chauffe au LHC

© EPA

Dès 8h30 près de Genève, les équipes du plus puissant accélérateur du monde, le LHC (Large Hadrons Collider) du CERN (Centre Européen de Recherche Nucléaire), retenaient leur souffle. Au programme, la mise en circulation des premières collisions de protons à hautes énergies : 7 TeV (téraélectronvolt). Pour l'occasion, la télévision s'est mobilisée, l'évènement est retransmis jusqu'à 18h00 en direct sur le site du CERN http://webcast.cern.ch/lhcfirstphysics et sur lci.tf1.fr.

Malgré une collaboration internationale, ce challenge technologique reste de taille. Le défi des physiciens équivaut à lancer des aiguilles de part et d'autre de l'Atlantique et d'essayer de les faire se rencontrer en plein milieu de l'océan a relevé le CERN. Selon les scientifiques, le problème technique qu'a subi le "grand collisionneur de hadrons" aujourd'hui, n'est donc qu'un souci de routine. Neuf jours seulement après son lancement, en septembre 2008, le LHC était tombé en panne. Mais depuis plus de quatre mois, cette machine infernale est de nouveau en état de marche et les physiciens du CERN peuvent étudier les composants fondamentaux de la matière. De quoi mieux comprendre le fonctionnement de notre univers...

Téra Electron Volt (TeV)
Un Tev correspond à peu près à l'énergie d'un moustique en vol ! Une énergie qui paraît infime. En revanche, les énergies atteintes dans le LHC du CERN, sont dans un espace mille milliards de fois plus petit qu'un moustique. Au sein de cet accélérateur de protons, le TeV est une unité qui représente une énergie titanesque !

Une machine infernale de 27 km

Enfouie à cent mètres sous terre, cette prouesse scientifique est le fruit d'une collaboration mondiale dont le coût s'élève à 3,76 milliards d'euros. À cheval sous la frontière franco-suisse, le LHC est un immense anneau de vingt-sept kilomètres de diamètre dans lequel circulent des milliards de protons, minuscules particules qui composent les noyaux des atomes. Ceux-ci se déplacent à une vitesse proche de celle de la lumière (300 millions de mètres par seconde), et sont guidés par 9000 aimants supraconducteurs refroidis à -271°C. À chaque tour d'anneau effectué (11000 chaque seconde), les protons accélèrent et se chargent en énergie.

Lancés sous forme de deux faisceaux d'environ 3000 paquets de protons chacun, les faisceaux naviguent à travers des tubes circulaires en sens opposés. Le but de la manoeuvre ? Produire, au croisement des deux tubes, des collisions de protons dont les énergies sont mesurées grâce à la présence de quatre détecteurs : Atlas, CMS, Alice et LHCb. A l'affût des collisions, ils peuvent en observer jusqu'à 600 millions par seconde.

Dans des salles de contrôles, des chercheurs surveillent nuit et jour ces détecteurs. L'analyse de ces différentes expériences permettra en effet de tester les théories actuelles sur le monde des particules élémentaires. Ainsi, les physiciens guettent la mise en évidence du tant attendu boson de Higgs qui les préoccupe depuis trente ans.

Il s'agit d'une particule sans masse, considérée comme la clé de voûte du "Modèle Standard". "Ce modèle décrit les interactions forte, faible et électromagnétique, ainsi que l'ensemble des particules élémentaires qui constituent la matière", souligne Bruno Mansoulié, chercheur affilié à la mission Atlas au sein du LHC. Ainsi, l'expérience menée aujourd'hui devrait aboutir à la création du très recherché boson de Higgs, encore jamais observé.

Une technologie prometteuse

Mardi 19 mars pour la première fois, les collisions avaient atteint 3.5 TeV, ce qui était en réalité 4 fois moins important que l'objectif que s'est fixé le CERN. A termes, les deux faisceaux de protons voyageront chacun à une énergie maximum de 7 TeV, permettant ainsi des collisions de 14 TeV. Ainsi, l'énergie libérée par ces chocs est énorme. Elle se matérialisera, de façon très éphémère, en une myriade de minuscules particules exotiques, dites "élémentaires", qui constituent les plus petits composants de la matière.

Aujourd'hui, si les collisions à 7 TeV sont réalisées, le programme consistera à poursuivre les expériences à ce niveau d'énergie pendant une période de 18 à 24 mois avec un arrêt technique à la fin de l'année 2010. Bien que le LHC ne soit pas exploité à sa puissance maximale, son niveau d'énergie est déjà trois fois et demie plus élevé que celui atteint par l'accélérateur du Fermilab de Chicago. Une performance scientifique sans précédent malgré quelques incidents de routine...

Sarah Bourhis, avec Belga

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