Cette année marque le 10e anniversaire du grand collisionneur de hadrons. Le LHC est constamment en réparation, il ne sera mis hors service qu'après 22 ans.
Dix ans se sont écoulés depuis le lancement du Grand collisionneur de hadrons (LHC), l'une des machines les plus complexes jamais créées par l'humanité. Le LHC est le plus grand accélérateur de particules du monde, enterré à 100 mètres sous la frontière franco-suisse et situé dans un rayon de 27 kilomètres.
À l'occasion du 10e anniversaire du Grand collisionneur de hadrons, KP rappelle les dates les plus importantes de ses travaux et réfléchit à ce qui va lui arriver ensuite.
Lancement réussi et premiers problèmes
Le 10 septembre 2008, grâce aux efforts de l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN), le premier faisceau de protons a navigué avec succès autour d'un anneau de 27 kilomètres d'aimants supraconducteurs. Le LHC est officiellement opérationnel.
Au cours de cette période, il s'agissait d'une réalisation historique pour des milliers de scientifiques, d'ingénieurs et de techniciens. Ils ont passé des décennies à planifier et à construire une machine souterraine colossale qui aiderait à répondre aux questions sur l'univers et ses origines, recréant les conditions après le Big Bang qui s'est produit il y a 13,7 milliards d'années.
Cependant, la machine de plus de 10 milliards de dollars a presque immédiatement commencé à mal fonctionner. Le 22 septembre 2008, un incident s'est produit qui a endommagé 50 des plus de 6 000 aimants du LHC, ce qui est essentiel pour maintenir les protons en mouvement le long de sa trajectoire circulaire. La réparation a pris plus d'un an et en mars 2010, le collisionneur a recommencé à fonctionner correctement. Le coût du dépannage était supérieur à 40 millions de dollars.
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Dans un collisionneur souterrain géant, des protons à haute énergie se déplaçant à la vitesse de la lumière dans deux faisceaux contrarotatifs se heurtent.
Les protons continuent d'entrer en collision
Dans un collisionneur souterrain géant, des protons à haute énergie se déplaçant à la vitesse de la lumière dans deux faisceaux contrarotatifs se heurtent. L'épave est ensuite suivie sur d'énormes détecteurs et les scientifiques étudient les résultats.
Le CERN dit que les particules sont si petites que leur collision est comme un tir parallèle de deux aiguilles distantes de 10 kilomètres, qui se rencontrent à mi-chemin.
Des années décisives
Après le lancement du collisionneur en 2010, une période de découverte et de succès a commencé. Le LHC fonctionnait bien, la puissance augmentait lentement, tout comme la vitesse des collisions de particules, donnant aux scientifiques la possibilité de rechercher des particules exotiques avec des données précieuses.
2012 a été une année décisive pour le CERN. Le 4 juillet, les scientifiques ont annoncé qu'ils avaient enregistré une énorme quantité de preuves de la découverte d'une nouvelle particule - l'insaisissable boson de Higgs, le pivot du modèle standard de la physique des particules dans le cadre de l'étude Big Bang, qui donnerait de la masse à d'autres objets et créatures de l'univers.
La découverte du boson de Higgs a été l'aboutissement de décennies d'efforts intellectuels de la part de nombreuses personnes à travers le monde. Deux scientifiques - Peter Higgs de Grande-Bretagne et François Engler de Belgique - ont reçu le prix Nobel de physique. Mais ce n'est pas la fin de l'histoire, et les chercheurs doivent étudier le boson de Higgs en détail pour mesurer ses propriétés.
Un avenir avec un nouveau collisionneur?
Pour faire face aux nouveaux problèmes de physique et obtenir une image plus claire du monde subatomique et des nouveaux phénomènes tels que la matière noire et l'énergie noire, le LHC a été constamment mis à jour, augmentant constamment l'énergie et le nombre de collisions.
En 2018, six ans après avoir confirmé l'existence du boson de Higgs, la voiture a fait l'objet d'une révision. Les faisceaux de protons qui sont entrés en collision les uns avec les autres ont été focalisés pour décupler le nombre de collisions de particules, ce qui donne une meilleure chance de détecter quelque chose d'inhabituel. Le CERN a déclaré qu'après la mise à niveau, le LHC produirait 15 millions de bosons de Higgs par an, et non les trois millions enregistrés en 2017.
Il est prévu que le LHC fonctionnera jusqu'en 2040. Mais le CERN pense déjà à son successeur. Les scientifiques développent des conceptions pour une machine plus performante connue sous le nom de collisionneur circulaire (FCC) afin d'étendre les recherches actuellement menées avec le LHC.
Le rayon du collisionneur circulaire peut aller de 80 à 100 kilomètres, ce qui augmentera considérablement l'intensité du mouvement des particules à des températures allant jusqu'à 100 téraélectrons volts (TeV). Le LHC fonctionne actuellement à une température de 14 TeV. Mais il est toujours irremplaçable pour l'avenir de la physique.
GRIGORY PUSHKAREV
