Le Grand collisionneur de hadrons du CERN mis en route en Novembre

Le redémarrage du Grand collisionneur de hadrons (LHC), un immense accélérateur de particules tombé en panne en septembre 2008, a été repoussé de fin septembre à la mi-novembre, a annoncé jeudi l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) sur son site internet.

« La semaine dernière, des fuites de vide ont été détectées dans deux secteurs « froids » du collisionneur. Ces fuites ont été décelées dans les secteurs 8-1 et 2-3 lors de la préparation de ces derniers pour les essais électriques à environ 80 K sur les stabilisateurs en cuivre (…) Malheureusement, la réparation nécessite de réchauffer partiellement les deux secteurs (…). L’intervention ne restera pas sans effet sur le calendrier de redémarrage. Selon les prévisions actuelles, la machine LHC sera fermée et prête pour l’injection du faisceau d’ici à la mi-novembre », est-il indiqué dans le communiqué de presse.

Le collisionneur a été arrêté le 19 septembre 2008 à la suite d’un accident dans le secteur 3-4. L’une des 10.000 connexions reliant les aimants supraconducteurs destinés à orienter les faisceaux de particules a lâché alors que les techniciens procédaient à un test. La panne a en partie détruit le système de refroidissement de l’accélérateur, provoquant une fuite d’environ une tonne d’hélium liquide et une hausse brutale de la température des aimants.

A l’heure actuelle, les spécialistes du CERN contrôlent l’état des autres interconnexions supraconductrices et installent un système de protection permettant de préserver les câbles en état de supraconductivité. Il était initialement prévu de tester et d’installer avant la fin de l’été ce système destiné à éviter les incidents analogues à celui de septembre 2008.

Le Grand collisionneur de hadrons, le plus grand accélérateur de particules au monde, est situé dans un tunnel circulaire de 27 km construit à 100 m sous terre, à la frontière franco-suisse. Des physiciens, techniciens et ingénieurs de plus de 80 pays, dont la Russie, ont participé à sa création.

Les résultats des collisions de particules seront détectés par des systèmes spéciaux dont deux – CMS et Atlas – sont destinés à rechercher le boson de Higgs, une particule instable, jamais observée jusqu’à présent, qui donnerait leur masse aux autres particules.

source : Ria Novosti

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Énigme de l’antimatière

Où est passée l’antimatière ? C’est à cette question que tentent de répondre deux collaborations internationales situées au laboratoire Fermilab, aux États-Unis, qui viennent de réaliser de nouvelles mesures des phénomènes extrêmement rapides se produisant lors de transformations entre matière et antimatière. En première mondiale, les expériences menées au Tevatron, l’accélérateur du laboratoire Fermilab, auxquelles participent des équipes du CNRS/IN2P3 et du CEA/DSM/Dapnia, ont permis d’observer avec une précision inégalée la transition de certaines particules subatomiques (les mésons Bs) en antiparticules (les mésons anti-Bs) et vice-versa. La mesure de la « fréquence de cette transition » est très attendue par la communauté scientifique. A la clé, il y a l’établissement d’un modèle théorique de l’Univers et une meilleure compréhension d’une des grandes énigmes de la science : la disparition de l’antimatière.
Il est communément admis par les scientifiques que juste après le Big Bang, l’énorme quantité d’énergie disponible dans notre Univers naissant s’est transformée, conformément à la célèbre formule d’Einstein « E=MC2 », en des quantités égales de matière et d’antimatière.

Particules et antiparticules étant de même masse mais de charges opposées auraient dû tout naturellement s’annihiler les unes les autres, débouchant sur un univers rempli de rayonnement mais vide de matière. Manifestement, l’Univers dans lequel nous vivons aujourd’hui est constitué de matière et aucun atome d’antimatière à l’état naturel n’a pu être découvert. Les antiparticules ne sont produites que lors d’interactions de particules cosmiques avec l’atmosphère terrestre. C’est ainsi qu’en 1933 ont été observés les premiers positons (anti électrons de charge positive).

La disparition de l’antimatière dans l’Univers est donc une énigme, car le Modèle Standard de la physique des particules ne semble pas en mesure d’expliquer l’asymétrie qui serait nécessaire entre les quantités de matière et d’antimatière au début de l’Univers pour reproduire ce qui est observable aujourd’hui. L’enjeu des travaux actuels consiste à bâtir une nouvelle théorie au-delà de ce Modèle Standard qui puisse, en particulier, élucider cette énigme. Une façon d’aborder expérimentalement le problème est d’étudier les transitions entre des mésons Bs et leurs antiparticules, les mésons anti-Bs. Ces transitions sont possibles parce que ces mésons sont électriquement neutres. La fréquence de leurs transitions, qui est extrêmement élevée et donc très difficile à mesurer, est un élément clé pour y parvenir.

Première mesure de la fréquence de transition

Aujourd’hui, on sait couramment produire en laboratoire des antiparticules. Ainsi des faisceaux de protons et d’antiprotons sont accélérés dans le tube à vide du Tevatron, l’accélérateur de Fermilab, et mis en collision en deux points de sa circonférence, les points dits d’interaction, autour desquels ont été construits les détecteurs de deux expériences appelées « D0 » (prononcer « D zéro ») et « CDF ». Ces expériences sont menées par de grandes collaborations internationales, et leur but est de faire un grand nombre de mesures de précision qui puissent être confrontées au Modèle Standard et à ses possibles extensions. Afin de poursuivre ce programme ambitieux durant plusieurs années, de nombreux physiciens et ingénieurs ont amélioré les détecteurs existants, mais aussi développé, construit et installé de nouveaux moyens de détection.

Les données analysées par D0 et CDF correspondent aux informations laissées dans les détecteurs par le grand nombre de particules qui sont produites lors des interactions proton-antiproton aux deux points d’interaction. Pendant la période allant de février 2002 à janvier 2006, plusieurs dizaines de milliers de milliards d’interactions proton-antiproton ont eu lieu : un tri en ligne de ces interactions a réduit le flot de données à plusieurs milliards d’événements intéressants qui ont été enregistrés sur bandes magnétiques. L’acquisition d’une telle quantité de données a été rendue possible grâce aux excellentes performances du Tevatron et des détecteurs.

Grâce aux propriétés particulières de désintégration des mésons Bs et anti-Bs, la petite fraction d’événements contenant ces particules a été extraite de la masse de ceux qui ont été enregistrés. Elle a ensuite été analysée pour déterminer la fréquence de transition. Après un premier résultat de l’expérience D0, établissant que la fréquence de transition entre mésons Bs et anti-Bs est comprise entre 2700 et 3300 milliards de fois par seconde, CDF a annoncé la mesure de cette fréquence à une valeur de 2800 milliards de fois par seconde avec une précision inégalée de 2%, mesure à laquelle a directement contribué le groupe CDF du laboratoire physique nucléaire et hautes énergies (CNRS/IN2P3 et Universités Paris 6-7).

Ces résultats spectaculaires ont été rendus possibles par la conjonction des excellentes caractéristiques des ensembles de détection des expériences, des remarquables performances du Tevatron et d’une exploitation complète et judicieuse de tous ces outils et atouts au moyen d’analyses très élaborées.

Poursuivre l’exploration

La mesure de cette fréquence constitue un réel tour de force et renforce par sa précision la connaissance du Modèle Standard. La valeur obtenue demeure néanmoins conforme au cadre de ce modèle et indique donc que l’on n’a pas encore réussi à en atteindre les limites. Cela implique d’utiliser un autre outil que les transitions des mésons Bs pour mettre en évidence la source de l’asymétrie primordiale entre matière et anti-matière.

Les physiciens poursuivent déjà cette exploration pour tenter de mettre en défaut le Modèle Standard sur plusieurs fronts, dès maintenant au Tevatron et très bientôt au LHC à Genève. C’est en effet par la juxtaposition d’un ensemble d’indices que l’on pourra percer les mystères de l’Univers.
Source:CNRS

Des physiciens fous avec Le LHC!

Des physiciens fous, fous, fous
A force d’imaginer toutes sortes d’univers parallèles sans pouvoir proposer d’expériences vérifiant leurs hypothèses, certains théoriciens finissent par confondre science et science-fiction.
Si l’on en croit certains mathématiciens russes, 2008 sera une année mémorable. Aussi extraordinaire que cela puisse paraître, peut-être verrons-nous l’humanité créer sans le vouloir sa première machine à voyager dans le temps et peut-être verrons-nous débarquer nos premiers visiteurs du futur – lesquels se déplaceront en voiture volante et porteront à tous les coups des combinaisons argentées, comme l’impose la mode du futur-fiction.

Ces théoriciens spéculent que, lors de l’inauguration, tant retardée, du grand collisionneur de hadrons (LHC), à la frontière franco-suisse, les scientifiques et notables assemblés pourraient avoir la surprise de leur vie. Car, grâce à quelque vague probabilité rôdant au large des rivages les plus fous de la physique, le LHC pourrait se muer en machine à voyager dans le temps et pourrait plus précisément devenir l’extrémité d’une “courbe fermée du genre temps” reliée au futur. Ou, pis encore, il accoucherait d’une étrange particule subatomique baptisée “strangelet”, capable d’engloutir l’Univers entier. Voilà les histoires qui circulent en physique et en cosmologie ces temps-ci. Autrefois, ce n’était qu’affaire de calculs purs et durs et de décalage vers le rouge de galaxies, sujets a priori déjà bien assez impressionnants comme ça.
Tout cela a-t-il seulement un lien quelconque avec la réalité ? Ou le monde de la physique serait-il coupable de chercher à se rendre plus glamour, s’éloignant du domaine des données vérifiables pour croiser dans l’univers plus abordable de la pornographie scientifique ? Outre les machines à voyager dans le temps accidentelles, on nous inflige les cordes cosmiques, gigantesques filaments de superchose qui tordent et déchirent l’espace-temps comme filerait une paire de collants célestes, et les branes qui s’entrechoquent, blocs mathématiques titanesques qui donnent naissance au big bang dans l’univers ekpyrotique délicieusement exotique de Neil Turok [l’un des fondateurs de la théorie des cordes].
Ça ne vous paraît pas encore assez dingue ? Et les multivers ? En 2007, l’astronome royal Martin Rees nous a régalés d’une conférence sur la possibilité – la probabilité, même – de mondes multiples. Une infinité de réalités parallèles existant dans une superréalité colossale à côté de laquelle notre conception de l’Univers est à peu près aussi insignifiante qu’un moustique sur le derrière d’un éléphant. Ne vous méprenez pas, j’adore les univers parallèles. J’aime l’idée qu’à dix puissance dix puissance dix puissance cent années-lumière d’ici se trouve un autre moi, assis devant son ordinateur, en train d’écrire ce même article dans un monde qui est exactement le même que le mien, sauf que le levier de vitesses de sa Honda Accord est d’un ton de gris légèrement différent. Et j’adore l’idée que chaque fois qu’une particule subatomique se balade, toute une création est déclenchée. Oubliez les chats à demi-morts dans des boîtes, là, nous évoquons des mondes où Hitler a gagné la Seconde Guerre mondiale, ou qui n’ont pas connu Hitler, ni de Seconde Guerre mondiale, ni aucune Honda Accord.
Il est quand même amusant d’apprendre que des scientifiques sérieux considèrent que les fabuleuses réalités alternatives des romans de ­Philip Pullman [édités en France chez ­Gallimard, voir p. 37] pourraient représenter une description exacte de la réalité (car, dans un multivers de dimensions et de portée infinies, il y aura, en d’autres lieux et d’autres temps, un monde où une petite fille du nom de Lyra se liera d’amitié avec un ours polaire parlant et où les âmes des gens prendront la forme d’animaux familiers). Amusant, certes, mais est-ce si inoffensif ? Les scientifiques – et les gens comme moi qui soutiennent la science – ne demandent pas mieux que de déverser leur mépris sur les astrologues, les homéopathes, les cinglés des ovnis et autres crop circles, voire sur la brigade des défenseurs de la Création en seulement sept jours, qui croient tous béatement et sans l’ombre d’un début de preuve à des balivernes avant même d’avoir pris leur petit déjeuner. Montrez-nous des données vérifiables, déclarons-nous à ces âmes perdues. Où sont vos expériences ? Et que dire du rasoir ­d’Occam, ce principe qui veut qu’une explication soit aussi simple que possible ? Le jardin est déjà bien assez beau, assurons-nous, sans qu’il soit besoin de le peupler de fées.
Le danger, c’est que, sur les rives les plus sauvages de la physique, ces critères ne sont souvent pas respectés non plus. Pour l’heure, aucune observation ne prouve l’existence de cordes cosmiques. Difficile de lancer une expérience sur un multivers. En ce sens, certaines de ces idées ne sont pas si éloignées, conceptuellement, des soucoupes volantes et de l’homéopathie. Si nous sommes prêts à rejeter les fantômes comme étant, disons, grotesques sous prétexte que, d’une part, nous ne disposons d’aucune preuve par l’observation de leur existence et que, d’autre part, leur existence même nous obligerait à tout repenser, le même argument ne s’applique-t-il pas aux univers simulés et aux machines à voyager dans le temps ? Ne nous rendons-nous pas coupables de préjugés envers certaines idées improbables au profit d’autres ? Pour croire aux fantômes, il faut un tout autre état d’esprit que pour défendre des mondes parallèles ou des cordes cosmiques. Mais pensons-nous que des voyageurs temporels vont débarquer au LHC ? Ou bien ne sommes-nous pas, nous aussi, en train de voir des fées tout au fond du jardin ?
Source:courrierinternational.com