Foire aux questions

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LHC, le guide

Vous pouvez également dès à présent consulter le Guide du LHC (pdf) qui répertorie les grandes questions que vous pouvez vous poser sur le LHC.

Foire aux questions du Cern

Si vous parlez anglais, rendez-vous sur la foire aux questions du Cern.

La physique au LHC

Le boson de Higgs et la masse

Qu’est-ce que le boson de Higgs ? Quel rapport avec "particule de Dieu" ?

La particule qui porte aujourd’hui le nom de boson de Higgs n’a encore jamais Ă©tĂ© observĂ©e. ImaginĂ© en 1964, le boson de Higgs, s’il est dĂ©couvert, serait une pièce manquante cruciale du puzzle que reprĂ©sente le modèle utilisĂ© par les physiciens pour dĂ©crire les particules Ă©lĂ©mentaires et leurs interactions : le modèle standard. Le boson de Higgs n’a rien Ă  voir avec Dieu. Il s’agissait seulement d’un terme accrocheur pour illustrer l’effet omniprĂ©sent du champ de Higgs et son importance dans la dĂ©termination de la masse.
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Que se passera-t-il si le boson de Higgs n’est pas observĂ© ?


Commençons par une Ă©vidence : si le Higgs n’était pas observĂ©, cela
signifierait très probablement que la solution proposée par Peter Higgs,
Francois Englert et Robert Brout n’est pas exacte. Le Modèle Standard
resterait intéressant et utilisé puisqu’il permet de décrire avec grande
précision le comportement des particules élémentaires cependant, à grande
énergie, on observerait des désaccords entre les prédictions basées sur ce
modèle et les résultats expérimentaux. Un champ de recherche très
intĂ©ressant s’ouvrirait : comprendre les dĂ©saccords et trouver de nouvelles
solutions.

En réalité, le défrichage de ce champ de recherche à déjà commencé puisque des chercheurs proposent des alternatives à la solution du boson de Higgs. Pour certains physiciens comme Stephen Hawking par exemple, le boson de Higgs n’existe pas en tant que particule élémentaire mais bien en tant que particule composée. Pour d’autres, il n’existe pas un seul mais plusieurs bosons de Higgs (c’est le cas dans les théories supersymétriques par exemple). Pour d’autres encore, le boson de Higgs n’existe pas et la solution consisterait à travailler dans un espace à cinq dimensions ou plus...

L’enjeu de la recherche du boson de Higgs, ce n’est pas seulement de dĂ©montrer l’existence ou non de cette particule mais aussi de trancher entre les diffĂ©rentes alternatives possibles dans le but de prĂ©ciser notre
connaissance et de comprendre les comportements à très grande énergie qui peuvent se produire dans des phénomènes cosmiques tels que le Big Bang par exemple.

Pour en savoir plus, vous pouvez lire le dossier spécial boson de Higgs dans la revue "les défis du CEA" de janvier 2008.

Comment les bosons de Higgs (ou les muons qui en sont issus) pourront-ils ĂŞtre dĂ©tectĂ©s ? Le seront-ils de la mĂŞme façon que pour les particules chargĂ©es dans une chambre multifils ?


Réponse sur la foire aux questions "détection"

Vos recherches sur la "masse" pourraient-elles dĂ©boucher sur la maĂ®trise de celle-ci ?


Le programme scientifique du LHC vise à parfaire notre connaissance de la matière, à l’échelle des particules. Un des problèmes théoriques qui se posait était que la théorie, pour respecter des symétries fondamentales de la Nature, devait admettre que les particules transportant les forces n’avaient pas de masse et que les expériences prouvaient le contraire pour les particules de l’interaction faible. L’introduction du boson de Higgs (aussi proposée par Brout et Engler, deux physiciens Belges) permet, en acceptant de briser une symétrie mineure, de faire apparaître cette masse dans les équations de la théorie. La mise en évidence du boson de Higgs par le LHC permettra d’en mesurer la masse, et donc de compléter la théorie pour lui permettre éventuellement de faire de nouvelles prédictions. Il s’agit de recherche fondamentale, dont le but est la connaissance pure. Mais il est clair que sans cette connaissance il est illusoire de penser à une maitrise du sujet qui permette des applications.
Aussi l’antigravitation reste actuellement dans le domaine de la science-fiction, mais si elle rentre un jour dans le domaine de la science, la connaissance que l’on aura eu avec le LHC servira certainement, mais devra être complétée par d’autres connaissances dont on n’a pas encore idée.

L’antimatière

L’antimatière c’est quoi ?


L’antimatière est faite de particules qui ont des propriétés égales mais opposées à celles qui composent la matière de tous les jours. Pour les particules, certaines propriétés comme la charge électrique sont opposées. Quand une particule est positive, son antiparticule est négative et vice versa. De plus, particules et antiparticules s’annihilent quand elles se rencontrent, dans une bouffée d’énergie.
En savoir plus :
"Vous avez dit antimatière ?"

Comment l’antimatière est-elle fabriquĂ©e au Cern ?


L’antimatière est fabriquée, dans les collisions de particules, quand un boson (photon, W, Z, gluon) se désintègre en une paire particule-antiparticule. Les seules particules d’antimatière qui soit stables sont le positon, anti-électron, et l’antiproton. Les autres se désintègrent très vite. Il y a au Cern en ensemble d’accélérateurs qui produit des antiprotons, puis les canalise et les amène à la même vitesse, puis les ralentit pour des expériences de physique atomique sur l’antimatière.

Au Cern, les protons d’une Ă©nergie de 26 GeV (soit environ 30 fois leur masse au repos) entrent en collision avec des noyaux atomiques Ă  l’intĂ©rieur d’un cylindre en mĂ©tal appelĂ© cible. Environ quatre paires de protons-antiprotons sont produites après un million de collisions. On sĂ©pare les antiprotons des particules Ă  l’aide de champs magnĂ©tiques avant de les acheminer vers le DĂ©cĂ©lĂ©rateur d’antiprotons qui va les faire ralentir de 96 % Ă  10 % de la vitesse de la lumière. On les injecte ensuite dans les tubes des dĂ©tecteurs oĂą l’on va pouvoir les capturer et les stocker.
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Comment l’antimatière est-elle stockĂ©e ?


Il est très difficile de stocker l’antimatière. Dès qu’une particule et son antiparticule se rencontrent, elles s’annihilent immĂ©diatement : leur masse se transforme en Ă©nergie pure. Pour stocker les antiparticules, on doit donc les isoler des particules.
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L’antimatière peut-elle ĂŞtre utilisĂ©e comme source d’énergie ?)


Malheureusement, l’antimatière ne peut pas ĂŞtre utilisĂ©e comme source d’énergie. En effet, si l’annihilation de la matière et de l’antimatière produit de l’Ă©nergie, l’antimatière n’existe pas dans la nature : elle doit ĂŞtre crĂ©Ă©e, ce qui nĂ©cessite beaucoup d’énergie. Quant Ă  son stockage, il demande lui aussi une quantitĂ© importante d’Ă©nergie.
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Est-il possible de fabriquer une bombe Ă  partir de l’antimatière ?


Non. Lorsque l’antimatière entre en contact avec la matière, elle s’annihile : la masse de la particule et celle de son antiparticule se transforment en Ă©nergie pure. L’annihilation matière-antimatière pourrait en thĂ©orie ĂŞtre utilisĂ©e Ă  grande Ă©chelle Ă  des fins destructrices.
Cependant, il est impossible de crĂ©er assez d’antimatière pour l’utiliser dans une bombe. Elle ne pourrait pas non plus ĂŞtre transportĂ©e : pour pouvoir stocker une quantitĂ© significative d’antimatière, les pièges devraient ĂŞtre gigantesques et nĂ©cessiteraient Ă©normĂ©ment d’énergie pour fonctionner. (CERN)

Pourquoi Ă©tudiez-vous seulement les quarks b et antiquarks b dans l’expĂ©rience LHCb ?


Réponse sur la foire aux questions des "expériences".

La matière noire et la supersymétrie

Est-il vrai que si, comme le souligne Richard Jacobsson du Cern, la matière noire n’existait pas, les amas de galaxies seraient immobiles ? Pourquoi la matière noire existe-t-elle et pourquoi l’Univers serait-il diffĂ©rent sans elle ?


Ce que dit Richard Jacobsson est exact : galaxies et amas ne bougeraient pas de la façon dont nous le voyons : les vitesses de rotation des Ă©toiles dans les galaxies et des amas de galaxies entre eux sont beaucoup trop rapides pour ĂŞtre expliquĂ©es par la seule gravitation. Sans matière noire, ces rotations devraient ĂŞtre plus lentes. L’hypothèse de la matière noire remonte Ă  l’astrophysicien Zwicky, mais ce n’est que plus tardivement que cette hypothèse est devenue très acceptĂ©e. En effet d’autres observations ont Ă©galement besoin de la matière noire : taux de formation des objets primordiaux (premières Ă©toiles, premières galaxies), mirages gravitationnels et cisaillements gravitationnels par exemple.
Sans la matière noire, nous ne comprendrions pas les observations actuelles. Il existe des modèles sans matière noire, mais qui font des hypothèses autres sur l’univers, qui n’ont pas été confirmées. Les autres modèles peinent à expliquer les phénomènes expliqués par la matière noire, mais n’ont sans doute pas dit leur dernier mot. C’est un domaine très actif de la recherche fondamentale. La découverte de particules ayant les propriétés requises pour être la matière noire serait un grand pas dans la compréhension de beaucoup de phénomènes.
voir la vidĂ©o en question : Le LHC en 10 minutes (Ă  4’45")

Le Big-bang

Allez-vous reproduire le Big-bang ?


Non, on ne va pas « reproduire » le Big-bang car cela sous-entendrait que l’on dispose de toute l’énergie de l’Univers. On va seulement crĂ©er des conditions physiques de tempĂ©rature (ou d’énergie, ce qui est Ă©quivalent), et de pression (ou de volume) similaire Ă  celles qui ont prĂ©valu Ă  un instant très proche du Big-bang, instant qui ne peut ĂŞtre dĂ©fini physiquement car il s’agit de ce qu’on appelle en mathĂ©matiques, d’une singularitĂ©. Plus on remonte dans la première seconde de l’Univers, plus haute est l’énergie des particules. On estime ainsi qu’on recrĂ©era, Ă  l’échelle de quelques particules, les conditions existantes 10-25 secondes après la singularitĂ©, autant dire pendant le Big-bang si tant est que le mot "pendant" a un sens. En effet dans ces conditions de densitĂ©, les lois de la relativitĂ© gĂ©nĂ©rale disent que le temps est extraordinairement ralenti… Mais il est important de vĂ©rifier si les lois connues de la mĂ©canique quantique et les prĂ©dictions du modèle standard de la physique des particules sont toujours vĂ©rifiĂ©es, et si ce n’est pas le cas comment elles doivent ĂŞtre modifiĂ©es.

Le LHC pourra t-il conforter la thĂ©orie du Big-bang ?"


Le LHC n’a pas pour but de conforter ou d’infirmer le Big-bang, qui est un modèle cosmologique établi à partir d’observations astronomiques. Les résultats du LHC permettront de mieux calculer ce modèle et éventuellement de le rendre plus prédictif.

Autres questions

Une fois le projet dĂ©finitivement lancĂ©, les rĂ©sultats pourront peut-ĂŞtre permettre de faire quelques estimations concernant l’au-delĂ  du Mur du Planck ?


Question très pertinente, mais qui nĂ©cessite une rĂ©ponse très compliquĂ©e... Pour faire court : pour atteindre la limite de Planck, il faudrait aller Ă  des Ă©nergies de 1019 GeV environ, oĂą la gravitation devient aussi forte que les autres forces. C’est très au-delĂ  du LHC, et mĂŞme des rayons cosmiques les plus Ă©nergiques jamais observĂ©s sur Terre (vers 1012 GeV). Il reste cependant une possibilitĂ© dans le cadre des thĂ©ories Ă  dimensions cachĂ©es. Dans ce cas la faiblesse de la gravitation s’explique par son « passage » dans les autres dimensions, et il pourrait y avoir des manifestations de cette force aux Ă©nergies du LHC. Dans ce cas, le LHC permettrait effectivement de donner des indications sur ce qui se passe au-delĂ  du mur de Planck. Mais c’est encore très spĂ©culatif.

La gravitation peut-elle ĂŞtre due Ă  un boson ?


Il faut d’abord savoir ce que l’on appelle par boson : dans le cas des particules Ă©lĂ©mentaires - parce qu’il existe ce que l’on appelle des "bosons composites", les bosons sont les intermĂ©diaires des interactions fondamentales :

  • le photon pour l’interaction Ă©lectromagnĂ©tique
  • les bosons Z et W pour l’interaction faible,
  • les gluons (il y en a huit) pour l’interaction forte.

Si l’interaction gravitationnelle est une interaction comme les trois prĂ©cĂ©dentes, c’est Ă  dire lorsque l’on dĂ©crit la gravitation dans le cadre du Modèle Standard, cette interaction se manifeste forcĂ©ment par l’intermĂ©diaire d’un boson et alors, oui, la gravitation est due Ă  un boson : le graviton, que l’on n’a encore pas pu mettre en Ă©vidence... C’est ce que tentent de trouver des expĂ©riences gĂ©antes en Italie (expĂ©rience VIRGO), ou aux USA (expĂ©rience LIGO) : on tente de dĂ©tecter des gravitons gĂ©nĂ©rĂ©s lors des effondrements gravitationnels de supernovae.
Mais certains thĂ©oriciens se posent la question de savoir si la gravitation doit ĂŞtre dĂ©crite comme une force (auquel cas le graviton doit exister) ou comme une propriĂ©tĂ© de l’espace. Et dans ce dernier cas, il n’y aurait pas besoin de graviton...

La question reste donc ouverte...

L’accĂ©lĂ©rateur

Carte d’identitĂ© du LHC

Accès rapide :
HISTORIQUE -
LIEU -
COÛT

Je voudrais en savoir plus sur l’ancêtre du LHC.


Le prĂ©dĂ©cesseur du LHC, du point de vue des rĂ©sultats attendus et des expĂ©riences, c’est le LEP, un accĂ©lĂ©rateur d’Ă©lectrons/positons situĂ© dans le mĂŞme tunnel que le LHC. Il y a eu tellement de gĂ©nĂ©rations d’accĂ©lĂ©rateurs que leur histoire serait trop longue Ă  narrer ici.

Pour en savoir plus vous pouvez lire :

  • "Qu’est-ce que le LEP ?" sur le site du Cern
  • ces articles de la revue ÉlĂ©mentaire
    • "Les premiers accĂ©lĂ©rateurs" (pdf)
      - "Les dĂ©buts des accĂ©lĂ©rateurs linĂ©aires et circulaires" (pdf)
      - "Du cyclotron au synchroton" (pdf)
      - "Le dĂ©veloppement des accĂ©lĂ©rateurs linĂ©aires" (pdf)
      - "Les collisionneurs : rĂ©volution dans les accĂ©lĂ©rateurs de particules" (pdf)

Pourquoi le LHC et avant lui le LEP, sont-ils si grands ? Et pourquoi furent-ils construits Ă  100 mètres sous la Terre ?


Comme vous le mentionnez, le LHC a Ă©tĂ© construit dans le tunnel du LEP, et c’est le LEP qui a dĂ©fini sa taille. Il s’agissait de faire tourner des Ă©lectrons et des positons, et non des protons. La technologie des aimants permettait un accĂ©lĂ©rateur plus petit, maIs lec đertes par radiation des Ă©lectrons lorsqu’ils tournent, (appelĂ©es rayonnement de bremstrahlung dans le jargon des physiciens, ou rayonnement de freinage), lorsqu’ils tournent sont beaucoup plus grandes que pour les protons. L’électron est deux mille fois plus lĂ©ger que le proton, et l’énergie perdue dans les dĂ©flexions est proportionnelle Ă  la masse Ă  la puissance -3 : les Ă©lectrons perdent donc 20003 (soit 8 milliards) de fois plus d’énergie que les protons dans un champ donnĂ©. Pour limiter cette perte, qui doit ĂŞtre compensĂ©e Ă  chaque tour par les cavitĂ©s accĂ©lĂ©ratrices, on a fait un anneau ou le rayon de courbure est le plus grand possible. La limitation du LEP venait en fait de la puissance des cavitĂ©s accĂ©lĂ©ratrices : la première Ă©tape du LEP s’est faite Ă  100 GeV, avec des cavitĂ©s « chaudes », de 89 Ă  96. Puis des cavitĂ©s supraconductrices ont Ă©tĂ© introduites, ce qui a permis de monter Ă  200 GeV.

Le tunnel a Ă©tĂ© construit en profondeur car l’emprise nĂ©cessaire au sol pour le faire en surface rendait le projet impossible : le Pays de Gex est agricole, certes, mais très rĂ©sidentiel maintenant. Creuser un tunnel permettait de limiter l’impact sur l’environnement et fournissait un blindage naturel.

Le LHC a donc Ă©tĂ© dimensionnĂ© dans le tunnel, et l’énergie dĂ©terminĂ©e par les buts de physique essentiellement, en allant Ă  la limite de ce qu’on sait faire comme aimant de courbure : le perte d’énergie des protons par radiations est très faible, mĂŞme si leur Ă©nergie sera 100 fois plus grande que celle des Ă©lectrons du LEP.

Qui est l’inventeur du LHC ?


On ne peut donner un nom pour « l’inventeur » du LHC, sinon de dire que c’est le Cern qui l’a inventĂ©. Le LHC est un accĂ©lĂ©rateur gĂ©ant qui succède Ă  d’autres accĂ©lĂ©rateurs de plus en plus grand. On peut citer les chefs de projets qui ont dirigĂ© la conception ou la construction, mais tout est le rĂ©sultat du travail d’équipes. Pour dĂ©cider que l’accĂ©lĂ©rateur, que les physiciens demandaient, serait supraconducteur, il a fallu des travaux de validation de l’idĂ©e, qui ont Ă©tĂ© menĂ©s au Cern et dans diffĂ©rents laboratoires europĂ©ens. Les spĂ©cialistes ont rendu des rapports, la direction du Cern a suivi leurs recommandations et a demandĂ© au Conseil du Cern, qui comprend les reprĂ©sentants des Ă©tats membres, d’approuver le projet. C’est en dernier ressort ce conseil, et donc les pays europĂ©ens, qui sont Ă  l’origine du LHC.

Lire Ă©galement :

Existe-t-il un plan dĂ©taillĂ© des communes oĂą passe le LHC ? Le LHC passe-t-il sous la ville de Saint-Genis-Pouilly (01) et aux environs ?


Oui, le LHC passe sous Saint-Genis Pouilly. C’est d’ailleurs sous cette ville que ce trouve le point "2" de collision autour duquel a Ă©tĂ© construit le dĂ©tecteur Alice.

Le Cern a crĂ©Ă© un site spĂ©cialement pour les "voisins" du LHC. Votre commune abrite-t-elle un site du Cern ? Cliquez sur la carte pour le savoir.

Pour visualiser le parcours du LHC sur une carte, vous pouvez aussi télécharger le module spécial pour Google Earth. Voir des détails ici.

Combien a coĂ»tĂ© le LHC ?


Pour des données officielles et mises à jour, nous vous recommandons de vous reporter au Guide du LHC (pdf), page 17.

Fonctionnement et technologie de l’accĂ©lĂ©rateur

Comment les particules du LHC sont-elles accĂ©lĂ©rĂ©es ?


Voici un premier Ă©lĂ©ment de rĂ©ponse : les accĂ©lĂ©rateurs utilisent des champs Ă©lectriques pour accĂ©lĂ©rer les particules, qui sont Ă©lectriquement chargĂ©es. Les aimants servent Ă  guider les particules, pas Ă  les accĂ©lĂ©rer, mais c’est la partie la plus importante de l’appareil : les particules parcourent une boucle de 27 km mais ne sont accĂ©lĂ©rĂ©es, Ă  chaque tour, que dans une zone d’une dizaine de mètres.
Pour plus d’information :

  • vous pouvez consulter ces pages du Cern (ici et lĂ )
  • vous pouvez lire ces articles de la revue ÉlĂ©mentaire
    • "Les premiers accĂ©lĂ©rateurs" (pdf)
      - "Les dĂ©buts des accĂ©lĂ©rateurs linĂ©aires et circulaires" (pdf)
      - "Du cyclotron au synchroton" (pdf)
      - "Le dĂ©veloppement des accĂ©lĂ©rateurs linĂ©aires" (pdf)
      - "Les collisionneurs : rĂ©volution dans les accĂ©lĂ©rateurs de particules" (pdf)

J’ai lu que dans le LHC deux faisceaux de protons circulent en sens inverse. Comment dans un champ magnĂ©tique donnĂ© deux particules de mĂŞme signe peuvent-elles parcourir la mĂŞme trajectoire en sens inverse ? L’un de ces faisceaux serait-il un faisceau d’antiprotons ?


Vous avez parfaitement raison, si on met les deux tubes dans le mĂŞme champ magnĂ©tique, les faisceaux ne peuvent circuler. C’est pourquoi les aimants sont un peu plus compliquĂ©s que cela. En fait chaque « aimant dipĂ´le » de 15 mètres de long et 35 tonnes contient deux aimants : les deux tubes qui traversent la culasse ont chacun un bobinage et ces deux bobinages sont inversĂ©s, pour que les champs magnĂ©tiques vus par les faisceaux soient inversĂ©s. C’est pour supporter les Ă©normes forces entre ces deux bobinages que le tout a Ă©tĂ© bloquĂ© dans une culasse de fer.

Ce sont donc bien deux faisceaux de protons qui circulent. L’ancien accélérateur du Cern, le SPS, avait fait rentrer en collision des protons avec des antiprotons, et cela avait pu être fait avec des aimants standard, les deux faisceaux circulant dans le même tube à vide, comme au Tevatron à Fermilab près de Chicago.

Le détail des aimants peut être trouvé dans les descriptions techniques sur le site du Cern, nous ne voulions pas entrer trop dans les détails sur le site lhc-france.

Quelle est la diffĂ©rence entre un accĂ©lĂ©rateur Ă  fonctions sĂ©parĂ©es et un accĂ©lĂ©rateur Ă  gradients alternĂ©s ? Ă€ quelle catĂ©gorie appartient l’accĂ©lĂ©rateur du LHC ?


Un accĂ©lĂ©rateur Ă  fonctions sĂ©parĂ©es est une machine oĂą les Ă©lĂ©ments magnĂ©tiques sont conçus pour n’avoir qu’une composante magnĂ©tique principale. Ainsi, il y a les dipĂ´les (champ B constant) pour courber le faisceau, les quadripĂ´les (champ magnĂ©tique variant linĂ©airement avec la position) pour focaliser, les hexapĂ´les (champ magnĂ©tique variant quadratiquement avec la position) pour corriger certaines aberrations, etc... L’avantage de ce genre de structure est de donner plus de degrĂ©s de libertĂ© et de sĂ©parer les diffĂ©rentes fonctionnalitĂ©s d’oĂą son nom. Ainsi, le LHC appartient Ă  cette famille d’accĂ©lĂ©rateurs.

NĂ©anmoins, il est possible de rĂ©aliser des Ă©lĂ©ments magnĂ©tiques avec plusieurs composantes pour le champ. Par exemple, un dipĂ´le peut Ă  la fois avoir un champ principal en B et une composante variant linĂ©airement avec la position en ayant un bobinage particulier ou des Ă©lectrodes inclinĂ©es et non plus parallèles. On dit alors que l’Ă©lĂ©ment est Ă  fonctions combinĂ©es et il y a un gradient sur le champ. L’avantage est de rĂ©duire le nombre d’Ă©lĂ©ments mais le rĂ©glage est plus dĂ©licat. Comme pour de tels Ă©lĂ©ments magnĂ©tiques, si le champ est focalisant dans le plan horizontal, il est dĂ©focalisant dans le plan vertical, il est nĂ©cessaire d’alterner le signe de ces gradients afin d’avoir une structure stable dans les deux plans. C’est pourquoi ce genre de machines est dit Ă  gradients alternĂ©s.
Comme accélérateurs à gradients alternés, je peux vous citer AGS (Alternating Gradient Synchrotron) situé à Brookhaven (à Long Island au USA) et le Proton Synchrotron (PS) au CERN construits dans les années 50.
Actuellement, il y a un regain d’intĂ©rĂŞt pour les machines Ă  gradients alternĂ©s avec les FFAG (Fixed Field Alternating Gradient). L’intĂ©rĂŞt de ce type de machines est de rester Ă  champ fixe durant l’accĂ©lĂ©ration contrairement aux synchrotrons, ce qui permet une accĂ©lĂ©ration beaucoup plus rapide. Ce type de machine est donc très intĂ©ressant pour accĂ©lĂ©rer des particules Ă  très faible durĂ©e de vie comme les muons. Le premier accĂ©lĂ©rateur de ce type est le MURA (Midwestern Universities Research Association) construit dans les annĂ©es 50. Actuellement, de ce type, il y a PoP-FFAG (Proof Of Principle) au Japon ou le projet EMMA en Grande-Bretagne.

Comment traduire l’expression anglaise "upper stage booster" ?


L’expression que voue citez correspond à un pré-accélérateur de début de chaîne, ou de premier niveau. Chaque accélérateur fait monter les particules d’une énergie minimale à une énergie maximale. Il y a donc des premiers accélérateurs pour alimenter les plus gros.

Lors du lancement du premier anneau avez vous prĂ©vu de faire une mesure de la modification Ă©ventuelle de la pesanteur Ă  l’axe du site ? Cette mesure serait-elle plus significative si, changeant votre procĂ©dure de mise en route du LHC, vous poussiez un seul faisceau Ă  pleine puissance avant de lancer le second ?


Ce type de mesure n’a pas été envisagé. Les calculs de relativité générale pour ce type de phénomènes montrent que ce n’est absolument pas mesurable, il s’en faut de nombreux ordres de grandeurs. Entre la masse de la Terre qui crée notre pesanteur, et la masse des protons circulant dans les faisceaux, il y a un facteur supérieur à 1035. L’accroissement de masse dû à la vitesse est de l’ordre de 103 seulement.

Le VIDE : J’ai lu que le tube contenant le faisceau du LHC Ă©tait « ultra-vide ». Mais avez-vous les capacitĂ©s de crĂ©er le vide absolu (c’est Ă  dire avec aucune molĂ©cule) dans un espace donnĂ© ? Sinon, pourquoi ?


Il est impossible de crĂ©er un vide « absolu » et ce pour plusieurs raisons. En pratique, plus la pression d’une enceinte – par exemple l’un des tubes du LHC dans lesquels circulent les protons – est faible, plus il est difficile de la diminuer encore. Ă€ très basse pression, les techniques de « pompage » deviennent complexes tandis que des phĂ©nomènes physiques importants dans ces conditions extrĂŞmes tendent Ă  rĂ©introduire des molĂ©cules et donc Ă  augmenter la pression.

L’aspirateur est un exemple simple de pompe Ă  vide. Une turbine met l’air en mouvement dans l’appareil et le pousse vers l’extĂ©rieur. La pression diminuant, un courant d’air dirigĂ© de la pièce vers l’aspirateur apparaĂ®t : lorsque deux volumes dont les pressions diffĂ©rent sont mis en contact, des molĂ©cules sont transfĂ©rĂ©es de la zone de haute pression vers celle de basse pression jusqu’à ce que les deux valeurs s’égalisent. La poussière, lĂ©gère, est emportĂ©e avec l’air et retenue par un filtre dans l’aspirateur. Tant que la turbine fonctionne, le va-et-vient de l’air se poursuit.

Si un aspirateur était utilisé pour pomper l’air d’une enceinte fermée, il pourrait réduire la pression d’environ 20% – le point d’équilibre où le flot d’air sortant généré par la turbine est exactement compensé par l’appel d’air de l’extérieur vers l’aspirateur dû à la différence de pression. Pour aller au-delà, différents systèmes sont utilisés, le plus souvent simultanément ou l’un après l’autre. En effet, chaque type de pompe est efficace dans une gamme de pressions donnée et a des limitations qui lui sont propres.

Une technique pour obtenir un vide simple (dit « primaire », jusqu’à un millième de la pression atmosphĂ©rique) consiste Ă  rĂ©pĂ©ter un grand nombre de fois le cycle suivant :

  1. La taille d’une cavité en communication avec l’enceinte où l’on veut faire le vide est augmentée. Du gaz y rentre pour rééquilibrer les pressions entre la cavité et l’enceinte.
  2. Cette cavité est ensuite isolée de l’enceinte, par exemple en fermant hermétiquement une vanne.
  3. On ventile alors la cavité avant de rétrécir son volume, de l’isoler à nouveau de l’extérieur et de rétablir la communication avec l’enceinte. On repart alors à l’étape 1.

La respiration est basĂ©e sur le mĂŞme principe : Ă  chaque inspiration, le diaphragme se contracte ce qui induit une augmentation du volume de la cage thoracique et donc des poumons dans lesquels la pression diminue. De l’air frais en provenance de l’extĂ©rieur y est donc attirĂ©.

Pour obtenir un vide plus poussĂ© (jusqu’à un dix-milliardième d’atmosphère environ), on utilise des pompes turbo-molĂ©culaires ou Ă  diffusion : le gaz est accĂ©lĂ©rĂ© et poussĂ© hors de l’enceinte Ă  vide par des hĂ©lices tournant Ă  grande vitesse ou des jets de fluides denses comme du mercure. Il est Ă©vacuĂ© via un volume oĂą règne dĂ©jĂ  un vide primaire. Enfin, l’ultravide nĂ©cessite des pompes qui piègent les molĂ©cules de gaz rĂ©siduelles sous forme solide, soit en les faisant geler, soit en les faisant prĂ©cipiter au moyen d’une rĂ©action chimique, soit en les ionisant et en capturant les ions produits sur un substrat. Ces pompes doivent ĂŞtre rĂ©gĂ©nĂ©rĂ©es pĂ©riodiquement pour Ă©viter leur saturation et la perte de leur pouvoir absorbant.

Voyons maintenant rapidement quels sont les phĂ©nomènes qui mènent la vie dure aux « Shadocks » chargĂ©s de pomper pour faire le vide dans une enceinte. Le plus Ă©vident est la « fuite de vide ». Les forces qui agissent sur une paroi sĂ©parant deux milieux dont les pressions sont très diffĂ©rentes sont considĂ©rables – pour vous en convaincre, cherchez sur internet un rĂ©cit de l’expĂ©rience « de la sphère de Magdebourg ». Elles dĂ©forment donc les matĂ©riaux les plus rĂ©sistants et des micro-trous peuvent apparaĂ®tre en particulier au niveau des joints qui r%lienT dhffĂ©rents Ă©lĂ©ments : de l’air pĂ©nètre alors Ă  l’intĂ©rieur du volume pompĂ©. Pour rĂ©tablir un vide de bonne qualitĂ©, il faut trouver ces trous et les sceller ce qui est rarement simple. Dans un accĂ©lĂ©rateur, cette quĂŞte est compliquĂ©e par le fait que le passage des particules agit Ă©galement sur les tubes et donc que ces micro-trous peuvent se refermer, en partie ou totalement, quand les faisceaux sont arrĂŞtĂ©s !

Le dĂ©gazage est l’autre problème majeur que doivent rĂ©soudre les spĂ©cialistes des technologies du vide. Lorsque la pression devient très faible, tous les corps rejettent du gaz. L’effet est le mĂŞme que s’il y avait une fuite : la densitĂ© de molĂ©cules augmente et donc la pression. Les accĂ©lĂ©rateurs – ainsi que les tĂ©lescopes spatiaux – subissent cet effet dont il est impossible de complètement s’affranchir. Pour le minimiser, il faut choisir avec soin les matĂ©riaux utilisĂ©s pour construire le système qui sera mis sous vide, en particulier Ă©viter au maximum toute matière d’origine organique (huile, graisse, caoutchouc, etc.). La vapeur d’eau Ă©tant le composant principal du dĂ©gazage, il faut dessĂ©cher chaque pièce, par exemple en la chauffant sous une basse pression pour qu’elle relâche le maximum de gaz possible. Enfin, il est important que l’ensemble du système soit très propre : l’assemblage se fait souvent dans une « salle blanche », une pièce protĂ©gĂ©e de l’atelier oĂą le taux de poussière par unitĂ© de volume est contrĂ´lĂ© et maintenu faible. L’air y est renouvelĂ© en permanence et on y rentre vĂŞtu d’une combinaison protectrice.

Ă€ ces obstacles techniques qui empĂŞchent la rĂ©alisation pratique d’un vide absolu, il convient d’ajouter d’autres Ă©lĂ©ments imposĂ©s par la Nature. Ainsi, les observations de satellites montrent que le cosmos est rempli par un grand nombre de photons (environ 410 par cm3) Ă©mis environ 380 000 ans après le Big-bang lorsque l’Univers est devenu transparent. C’est le fameux rayonnement de fond diffus cosmologique dont la tempĂ©rature est aujourd’hui de -270°C. L’univers contient Ă©galement de nombreux neutrinos (des particules Ă©lĂ©mentaires qui interagissent très peu avec la matière et qui sont donc très difficiles Ă  mettre en Ă©vidence et Ă  Ă©tudier) et peut-ĂŞtre d’autres particules encore Ă  dĂ©couvrir.

De plus, le vide est le milieu qui offre le moins de rĂ©sistance aux ondes Ă©lectromagnĂ©tiques qui s’y dĂ©placent Ă  une vitesse de 300 000 km/s. Pour ĂŞtre qualifiĂ© d’absolu, il devrait s’affranchir de tous les champs Ă©lectriques et magnĂ©tiques (lesquels vĂ©hiculent de l’énergie) ce qui est Ă©galement impossible. D’autres rayonnements, comme la très mystĂ©rieuse Ă©nergie noire, baignent très probablement l’Univers qui n’est donc pas aussi « vide » qu’il n’y paraĂ®t.

Enfin, la thĂ©orie quantique des champs (qui regroupe les lois parfois dĂ©concertantes qui gouvernent le monde de l’infiniment petit) nous apprend que des paires de particules peuvent se matĂ©rialiser Ă  partir du vide pendant un très très très … très court instant avant de disparaĂ®tre. Ce phĂ©nomène a Ă©tĂ© vĂ©rifiĂ© expĂ©rimentalement. Son existence met un terme dĂ©finitif Ă  l’idĂ©e de vide absolu : mĂŞme s’il Ă©tait possible d’ôter toutes les particules/molĂ©cules d’un volume donnĂ© l’espace d’un instant, les « fluctuations quantiques » alĂ©atoires font que ce vide ne serait pas parfait.

Pour conclure, revenons un instant sur le LHC : Ă  quoi sert le vide très poussĂ© qui y est crĂ©Ă© ? Dans les tubes « Ă  vide » oĂą circulent les protons, rĂ©duire autant que possible la pression permet de diminuer le nombre de chocs entre particules et molĂ©cules rĂ©siduelles. Les faisceaux sont ainsi plus stables et peuvent ĂŞtre utilisĂ©s plus longtemps. De plus, lorsqu’une particule est dĂ©viĂ©e par une molĂ©cule d’air, elle peut frapper la paroi du tube Ă  vide et y dĂ©poser de l’énergie ou produire d’autres particules qui se dĂ©placent ensuite de manière incontrĂ´lĂ©e dans l’accĂ©lĂ©rateur. Ces phĂ©nomènes, rĂ©pĂ©tĂ©s de nombreuses fois en diffĂ©rents points de la machine, peuvent impacter le fonctionnement du LHC ou gĂŞner la prise de donnĂ©es. On les rĂ©duit d’autant mieux que la pression est faible : 10-12 (un millième de milliardième) fois la pression atmosphĂ©rique dans le tube Ă  vide et encore cent fois moins au niveau des rĂ©gions d’interaction des expĂ©riences oĂą les collisions proton-proton ou plomb-plomb ont lieu. Le volume des tubes Ă  vide est d’environ 150 m3, soit l’équivalent d’un appartement de 60 m2 avec une hauteur sous plafond de 2,5 mètres !

L’autre utilisation essentielle du vide dans le LHC vient de ses propriĂ©tĂ©s isolantes. Les transferts de chaleur entre deux matĂ©riaux qui ne sont pas en contact direct se font par l’intermĂ©diaire de l’air qui se trouve entre eux. Plus la pression est basse, plus ces Ă©changes sont difficiles. Si l’on se souvient que de nombreux composants du LHC (en particulier les aimants qui contrĂ´lent la taille des faisceaux et leurs trajectoires) sont supraconducteurs et ont donc une tempĂ©rature de fonctionnement très basse (de l’ordre de -269°C), l’intĂ©rĂŞt d’utiliser le vide comme isolant est Ă©vident. On peut ainsi minimiser la quantitĂ© de chaleur apportĂ©e par l’environnement Ă  l’accĂ©lĂ©rateur. C’est le principe de la bouteille thermos (une double paroi entourant un volume oĂą la pression est très rĂ©duite maintient constante la tempĂ©rature du liquide stockĂ© dans la bouteille pendant plusieurs heures) reproduit Ă  très grande Ă©chelle : les aimants cryogĂ©niques du LHC reprĂ©sentent un volume total d’environ 9000 m3, soit l’équivalent de plusieurs piscines olympiques !

Sécurité au LHC

Dans ce grand collisionneur, des protons vont se rencontrer Ă  une vitesse proche de deux fois la vitesse de la lumière. Ce type de rencontre est-il frĂ©quent dans la Nature, et oĂą ?

S’il est vrai que chaque paquet de proton se prĂ©cipite Ă  la vitesse de la lumière (dans notre repère) contre l’autre paquet, leur vitesse relative n’est pas deux fois cette vitesse, mais une fois seulement, c’est une des Ă©trangetĂ©s de la relativitĂ© restreinte : la composition des vitesses ne procède pas d’une addition simple, mais se fait par une formule plus complexe qui fait qu’il ne peut y avoir de vitesse (pour un objet matĂ©riel, ou plus gĂ©nĂ©ralement pour un support d’information) supĂ©rieure Ă  la vitesse de la lumière. C’est pourquoi on prĂ©fère parler d’énergie, qui, dans un mĂŞme repère, s’additionnent : chaque paquet est Ă  7 TeV, la collision est Ă  14 TeV.

Ce type de collisions se produit tous les jours dans la nature, car on a dĂ©tectĂ© des rayons cosmiques qui atteignent des Ă©nergies, et donc des vitesses, supĂ©rieures Ă  celles mises en jeu dans le LHC. Ces rayonnements sont beaucoup moins frĂ©quents Ă  ces Ă©nergies qu’à des Ă©nergies plus basses (on mesure leur taux en nombre par km2 et par an) ; mais ils existent... Ils arrivent partout sur Terre, et sont arrĂŞtĂ©s dans la haute atmosphère. On n’en dĂ©tecte que les dĂ©bris au niveau de la mer. Mais ces milliards de dĂ©bris arrivent tous en mĂŞme temps, ce qui permet de les identifier.

Le LHC peut il rĂ©ellement crĂ©er un trou noir et engloutir la terre ?


Soyez rassurĂ©, le LHC ne reprĂ©sente aucun danger. Le Cern prend les questions de sĂ©curitĂ© très au sĂ©rieux et a publiĂ© en 2008 un rapport dont vous pouvez lire le rĂ©sumĂ© (pdf) et le texte complet (pdf). Ce rapport est fondĂ© sur une Ă©tude des risques liĂ©s aux nouveaux phĂ©nomènes susceptibles d’être produits dans les collisions du LHC, en particulier sur l’hypothèse des micros trous noirs, Ă©mise par quelques physiciens. Cette hypothèse est très spĂ©culative, et il est très peu probable que des micro-trous noirs soient crĂ©Ă©s. Ce qui est sĂ»r en revanche, c’est que mĂŞme s’ils sont crĂ©Ă©s, ils ne seront pas dangereux.

En effet, notre conviction vient de l’observation directe d’un phĂ©nomène qui a lieu depuis des milliards d’annĂ©es : le bombardement de la Terre (et des autres planètes) par le rayonnement cosmique. Une fraction de ce rayonnement a des Ă©nergies comparables ou supĂ©rieures Ă  celle du LHC et pourtant la Terre est toujours lĂ . Cela veut dire notamment que mĂŞme si des micro-trous noirs sont crĂ©Ă©s lors de ces collisions, ils seront parfaitement inoffensifs sinon nous ne serions pas lĂ  pour en parler...
Nous ne nous fondons donc pas sur la thĂ©orie, mais bien sur l’expĂ©rience pour affirmer qu’il n’y pas de danger.

Lire Ă©galement la page du Cern sur le sujet.

Les expériences

Généralités sur les expériences

Quand dĂ©marreront les expĂ©riences du LHC ?


Le « lancement » du LHC a eu lieu le 10 septembre 2008. Le dĂ©but Ă  proprement parlĂ© du programme scientifique du LHC, toutes expĂ©riences confondues, dĂ©marrera le 30 mars 2010, quand auront lieu les premières collisions Ă  haute Ă©nergie.
Pour en savoir plus, suivez les actualités du LHC sur ce site.

Je cherche une sorte de « calendrier prĂ©visionnel » des expĂ©riences Ă  venir au LHC. Avez-vous dĂ©jĂ  planifiĂ© les prochaines expĂ©riences ?

Il n’y a pas d’information confidentielle de la sorte. Les expĂ©riences ne se dĂ©roulent pas, sur une telle machine, les unes Ă  la suite des autres : chaque collaboration a bâti son dĂ©tecteur et les points de collisions ont Ă©tĂ© construits, et donc tout le LHC, en fonction des expĂ©riences approuvĂ©es. Il n’est pas prĂ©vu qu’un ensemble expĂ©rimental en remplace un autre. Chaque collaboration a son programme d’analyse, et va travailler sur toutes les analyses en rĂ©partissant les Ă©quipes, sujet par sujet. On ne peut donc parler d’un calendrier des expĂ©riences.

Le seul calendrier qui est fait, c’est celui des pĂ©riodes de faisceau (arrĂŞtĂ©s par exemple en hiver) qui sont des pĂ©riodes nĂ©cessaires pour la maintenance de la machine. Le deuxième calendrier existant est celui des remplissages, puisque le LHC tourne en accĂ©lĂ©rant et collisionnant alternativement des protons ou des ions lourds (noyaux de plomb en l’occurrence), et Alice a Ă©tĂ© conçue pour exploiter au mieux ce mode de fonctionnement. Par exemple, il est prĂ©vu environ un mois d’ions de plomb pour la fin 2010 et Ă©galement fin 2011 dans les deux prochaines annĂ©es. Ces calendriers sont dĂ©cidĂ©s par des comitĂ©s rassemblant les ingĂ©nieurs responsables de la machine et des reprĂ©sentants des physiciens utilisateurs.

Le début à proprement parlé du programme scientifique du LHC, toutes expériences confondues, démarrera le 30 mars 2010, quand auront lieu les premières collisions à haute énergie. Toutes ces informations seront sur le site web au fur et à mesure de leurs annonces.

Pourquoi les expĂ©riences LHCf et Totem ne sont elles pas considĂ©rĂ©es comme les autres ? Quelle est la diffĂ©rence entre ces expĂ©riences et les quatre autres ?


Il en existe même une septième depuis peu, appellée MoEDAL et qui a été approuvé en mars 2010.
Si vous lisez bien sur http://www.lhc-france.fr/spip.php?rubrique3, on parle de Totem et LHCf.
Quelques raisons pour les traiter un peu diffĂ©remment sur notre site :

  • Ce sont de vraies "collaborations" scientifiques, mais bien plus petites que les quatre autres. En gros, Atlas, CMS et Alice sont de très grandes collaborations, LHCb est une collaboration moyenne (650 personnes), Totem et LHCf sont de très petites collaborations.
  • Le potentiel scientifique de ces deux petites expĂ©riences, quoique passionnant, est moins grand que celui des quatre expĂ©riences principales du LHC.
  • Totem et LHCf n’ont pas leur propre caverne puisqu’elles se situent de part et d’autre du point d’interaction dans les cavernes respectivement des dĂ©tecteurs CMS et Atlas.
  • en France, on ne travaille pas sur Totem ni sur LHCf...

Ă€ lire sur le site du Cern :

  • Ă€ propos de Totem : "L’expĂ©rience TOTEM Ă©tudie des particules Ă  très petits angles, une partie de la physique inaccessible aux expĂ©riences polyvalentes. Entre autres recherches, TOTEM va par exemple mesurer la taille des protons et Ă©valuer prĂ©cisĂ©ment la luminositĂ© du LHC."
  • Ă€ propos de LHCf : "L’expĂ©rience LHCf utilise les particules Ă  petits angles crĂ©Ă©es Ă  l’intĂ©rieur du LHC pour simuler des rayons cosmiques en conditions de laboratoire. Les rayons cosmiques sont des particules chargĂ©es provenant de l’espace interstellaire et qui bombardent constamment l’atmosphère terrestre. ArrivĂ©es dans la haute atmosphère, ces particules Ă©nergetiques percutent des noyaux d’atomes, ce qui produit une cascade de particules au sol."
  • Ă€ propos de MoEDAL : "MoEDAL recherchera des objets exotiques très spĂ©cifiques tels que les monopĂ´les magnĂ©tiques hautement ionisants et les particules supersymĂ©triques massives de charge conventionnelle. Cepte ezpÓ©rience est relativement petite, peu coĂ»teuse et d’installation rapide, mais son potentiel de physique est Ă©norme et reprĂ©sentera un rĂ©el apport dans le spectre dĂ©jĂ  large des domaines explorĂ©s par les expĂ©riences du LHC."

Pourquoi Ă©tudiez-vous seulement les quarks b et antiquarks b dans l’expĂ©rience LHCb ?

L’antimatière est fabriquée, dans les collisions de particules, quand un boson (photon, W, Z, gluon) se désintègre en une paire particule-antiparticule. Les seules particules d’antimatière qui soit stables sont le positon, anti-électron, et l’antiproton. Les autres se désintègrent très vite. Il y a au CERN en ensemble d’accélérateurs qui produit des antiprotons, puis les canalise et les amène à la même vitesse, puis les ralentit pour des expériences de physique atomique sur l’antimatière.

Néanmoins les collisions à très haute énergie donnent des paires particules-antiparticules qui sont étudiées par les physiciens, cela fait partie de leur programme de recherche. L’expérience LHCb se concentre sur les quarks b car ce sont des quarks moins bien connus que les autres (c, s..), et il faut vérifier que les prédictions du modèle standard sont bien vérifiées avec eux aussi. L’appareillage est donc adapté aux masses de ces quarks. Mais LHCb verra tous les types de quarks, ils seront utilisés, en vérifiant des résultats connus, pour s’assurer que l’appareillage fonctionne bien.

Voir Ă©galement la foire aux questions sur "l’antimatière".

Serons-nous informĂ©s des dĂ©couvertes du LHC au fur et Ă  mesure des avancĂ©es scientifiques ? Ou devrons-nous attendre plusieurs annĂ©es que des rapports officiels soient Ă©tablis ?


Les recherches faites au Cern sont entièrement publiques et les rĂ©sultats publiĂ©s dans les revues scientifiques et annoncĂ©s dans des confĂ©rences. RĂ©gulièrement le Cern et tous les laboratoires impliquĂ©s Ă©mettent des communiquĂ©s de presse Ă  l’occasion des rĂ©sultats importants. Vous pouvez vous tenir informĂ© par les sites web des grands organismes comme le Cern, le CNRS/IN2P3 et le CEA/Irfu en France. Se tenir informĂ© « au fur et Ă  mesure » nĂ©cessite de lire les papiers scientifiques, ce que ne peuvent pas faire les journalistes. Les physiciens essaient de vulgariser leurs rĂ©sultats, mais cela ne peut ĂŞtre fait au fur et Ă  mesure.
Il n’empĂŞche qu’il faudra quelques annĂ©es pour que ces annonces aient lieu, en ce qui concerne le LHC : la mise au point des appareillages et les masses de donnĂ©es Ă  accumuler l’exigent. Les chercheurs aimeraient bien pouvoir annoncer des rĂ©sultats rapidement, mais la Nature ne se laisse pas explorer sans difficultĂ©s.

La détection des particules

Que vont dĂ©tecter les diffĂ©rents dĂ©tecteurs après une collision proton-proton ? Comment va-t-on pouvoir dĂ©couvrir et localiser le boson de Higgs ?


L’Ă©nergie cinĂ©tique mise en jeu dans l’interaction entre deux protons devrait pouvoir se "matĂ©rialiser" en une particule de Higgs dans les dĂ©tecteurs, si elle existe bien-sĂ»r (l’Ă©nergie devenant en partie de la masse). La dĂ©tection du boson de Higgs, comme de toute nouvelle particule, se fait par l’étude de ses produits de dĂ©sintĂ©grations, qui sont des particules comme les muons, Ă©lectrons, pions et kaons. Ces dernières sont suffisamment stables pour avoir le temps de traverser les dĂ©tecteurs mis autour de la zone de collision, des chambres Ă  fils entre autres. Le boson de Higgs a une durĂ©e de vie trop courte pour parcourir une distance apprĂ©ciable depuis le point de collision. Pour le « voir », on Ă©tudie les combinaisons de traces correspondant aux prĂ©visions de dĂ©sintĂ©gration, pour voir si dans certains cas ces combinaisons ne correspondent pas Ă  une particule de masse donnĂ©e, ce qui « signe » la nouvelle particule.
Pour en savoir plus sur les différents sous-détecteurs, vous pouvez lire notre page dédiée.
Voir Ă©galement la foire aux questions sur "le boson de Higgs".

Un expert pourrait-il nous expliquer le fonctionnement du système de dĂ©tection de chaleur dans le dĂ©tecteur Atlas ?


Vous voulez peut-ĂŞtre parler du "Calorimètre" du dĂ©tecteur Atlas ? Il ne s’agit pas d’y mesurer de la chaleur, mais l’Ă©nergie des particules.
Voici quelques liens pour aller plus loin :

  • Sur notre page "dĂ©tecteurs"
  • Un article très complet sur la "calorimĂ©trie" en physique des particules dans le N°3 (pdf) de la revue ElĂ©mentaire (gratuite et en ligne
    Pour votre information, on trouve des calorimètres dans la plupart des détecteurs de physique des particules.

Informatique et grille de calcul

Vos questions sur l’informatique et la grille de calcul

Vos questions

Pour vous adresser à un expert français du LHC, écrivez-nous.

Retombées technologiques et sociétales

Vos questions sur les retombées du LHC

Quels changement le LHC est-il susceptible d’apporter dans la vie quotidienne ? Quel serait l’impact des dĂ©couvertes sur la technologie ?


On ne peut dire que le LHC va changer notre vie quotidienne. Il s’agit d’un outil de recherche fondamentale, c’est donc une machine à fabriquer du savoir. Les applications, s’il y en a, ne viendront que plus tard. Ce qui est sûr, c’est qu’on ne peut appliquer des connaissances que l’on n’a pas.

Du cĂ´tĂ© technologique, le LHC, comme toute la recherche fondamentale, a motivĂ© des dĂ©veloppements dans de nombreux domaines : cryogĂ©nie, supraconducteurs, Ă©lectronique rapide, calcul distribuĂ©, etc. Le site du Cern dĂ©veloppe un peu ces aspects. La Grille de calcul est sans doute un des impacts les plus visibles du LHC.

MĂŞme si ce n’Ă©tait pas le but Ă  l’origine, le Cern, la physique des particules et la physique des accĂ©lĂ©rateurs en gĂ©nĂ©ral servent et ont dĂ©jĂ  servi Ă  de nombreuses applications. La mĂ©decine en est l’une des plus remarquables.
Nous vous invitons Ă  lire ces diffĂ©rents articles :

  • sur le site lhc-france (ne ratez pas la petite vidĂ©o Ă  gauche sur la tomographie par Ă©mission de positons ou TEP).
  • Cette page de la foire aux questions sur le site du Cern (en anglais malheureusement).

Le Cern

Vos questions sur le Cern

Existe-t-il un endroit autre que Genève qui prĂ©sente les dĂ©tecteurs du LHC ?


Vous trouverez sur le site les noms des laboratoires français qui participent à l’aventure du LHC. Ils ont construit des appareillages, mais ne pourront sans doute pas en montrer, car ces détecteurs sont maintenant au Cern. Il se peut qu’il y ait d’autres détecteurs en construction qui puissent être visités. Il faut s’adresser directement à eux.

Serait-il possible de travailler sur le LHC ?


Votre question est vague... voulez vous travailler au CNRS ? Au CEA ? Au CERN ? Quel est votre niveau de compĂ©tence, votre domaine d’activitĂ© ? En tout cas, quelques informations :

Pour un emploi

Pour un stage

  • Pour un stage dans un des laboratoires du CNRS/IN2P3 qui travaillent sur le LHC, vous pouvez contacter directement le correspondant de communication concernĂ© dont le mèl est sur cette page : http://www.in2p3.fr/physique_pour_tous/aulycee/visiter.htm (Les laboratoires LHC dans cette liste sont Ă  Paris, Lyon, Marseille, Orsay, Strasbourg, Nantes, Grenoble, Annecy, Palaiseau et Clermont-Ferrand.)

Le site lhc-france.fr

Vos questions sur le site lhc-france.fr

Puis-je tĂ©lĂ©charger les vidĂ©os de votre site ?


Vous ne pouvez pas le faire vous-mĂŞme. Les vidĂ©os Cern sont tĂ©lĂ©chargeables sur leur site, mais l’utilisation est soumise aux droits d’auteurs.
Si vous souhaitez obtenir une vidéo en particulier sur le site LHC-France, en fonction de sa source nous pouvons peut-être vous aider. Mais il vous faut être plus précis.
Dans tous les cas, les droits de diffusion sont réservés, et nous devons savoir à quoi vous serviront ces vidéos.

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