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LHC pour les nuls.
Quelques articles interessants sur le LHC; sans science fiction ou autres betises.
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Le LHC pour les nuls
Le grand colisionneur de hadrons, le LHC, entre en service ce mercredi dix septembre. Sous la frontière franco-suisse, les chercheurs de l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire (Cern) vont recréer les conditions qui régnaient quelques secondes après le Big-Bang.
CernLe plus grand, le plus complexe, le plus froid…le LHC accumule les superlatifs. Avec raison. L’Homme n’a en effet jamais construit de machine plus puissante. Tapi au cœur du Jura, à la frontière franco-Suisse, le gigantesque anneau de 27 kilomètres de circonférence à 100 mètres sous terre sera capable de générer des énergies faramineuses : près de 14 000 milliards d’électron volt (14 Tev) !!! La prouesse n’est d’ailleurs tant pas de parvenir à une énergie aussi élevée (un moustique développe à lui tout seul 1 Tev en volant) mais de la concentrer dans un paquet de particules (des protons) un million de million de fois plus petit qu’un moustique.
Mais pour atteindre de telles valeurs, les ingénieurs ont du opérer quelques tours de force. D’abord, il a fallu réussir à faire tourner les protons en rond et ces derniers, comme toute chose qui se déplace sans contrainte dans la nature, ont naturellement tendance à aller tout droit ! Ils se sont donc servis d’aimants très puissants pour courber les trajectoires. Or ces aimants sont supraconducteurs, ils ne fonctionnent donc qu’à des températures extrêmement basses, ici -271.3°c (1.9 K) ! Ce qui fait du LHC l’endroit le plus froid…de l’Univers. Pour flirter avec le zéro absolu, il a fallu refroidir les canaux dans lesquels circulent les particules durant deux mois avec de l’hélium liquide superfluide. Ensuite pour être sur que les particules circulent sans obstacle, il a également été nécessaire de réaliser un « hypervide » : dans les entrailles du LHC la pression n’excède pas un dix-millième de milliardième d’atmosphère !! Ce qui est dix fois inférieur à la pression régnant sur la Lune, le vide absolu sous nos pieds.
Pourquoi tant d’efforts ? Pour réaliser quelque chose de finalement assez simple : accélérer puis projeter des protons les uns contre les autres. C’est le but de tout accélérateur de particules. L’immense anneau de 27 Km permet ainsi d’accélérer progressivement les particules jusqu’à ce qu‘elles atteignent (encore un record !) 99.999% de la vitesse de la lumière. Elles parcourront alors les 27 km de l’anneau 11 000 fois par seconde.
Une fois cette grande vitesse atteinte les protons seront projetés les uns contre les autres. Lorsqu’il fonctionnera à plein régime, le LHC générera 600 millions d'interactions par seconde. De ces chocs particulaires, les scientifiques attendent beaucoup. Après un accident de la route, les gendarmes analysent les débris et les traces de freinage pour reconstituer la dynamique du choc. Au LHC, les enquêteurs sont remplacés par quatre expériences principales différentes. Et ici, plus question de reconstituer l’impact (les scientifiques en connaissent tous les paramètres), tout l’intérêt de l’expérience repose sur l’analyse des « débris » produits et des traces qu’ils vont laisser sur les enregistreurs.
En « éclatant » les protons vont donner naissance à de nouvelles particules comme le boson de Higgs, une entité bien mystérieuse « prédite » par le fameux modèle standard (qui décrit le comportement de toutes les particules, Cf. lien ci-contre). La preuve de son existence, constituerait une véritable révolution dans le petit monde des théoriciens. C’est le « chaînon manquant » qui pourrait expliquer l’origine de la masse de toutes les particules.
Et les promesses du LHC ne s’arrêtent pas là ! Pêle-mêle, les chercheurs espèrent découvrir d’autres particules pouvant expliquer la nature de la matière noire, prouver l'existence de dimensions supplémentaires de l’espace et peut-être même créer des mini trous noirs… On comprend mieux maintenant les 15 millions de gigaoctets de données qui seront produites chaque année par le LHC. Un tel monstre ne pouvant pas être activé d’un seul coup, le LHC va petit à petit monter en puissance au cours des prochains mois. si tout se déroule comme prévu, les chercheurs devraient avoir des premiers résultats à se mettre sous la dent à partir de 2010…
Joël Ignasse
Sciences et Avenir.com
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Le LHC pour les nuls
Le grand colisionneur de hadrons, le LHC, entre en service ce mercredi dix septembre. Sous la frontière franco-suisse, les chercheurs de l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire (Cern) vont recréer les conditions qui régnaient quelques secondes après le Big-Bang.
Cern
Mais pour atteindre de telles valeurs, les ingénieurs ont du opérer quelques tours de force. D’abord, il a fallu réussir à faire tourner les protons en rond et ces derniers, comme toute chose qui se déplace sans contrainte dans la nature, ont naturellement tendance à aller tout droit ! Ils se sont donc servis d’aimants très puissants pour courber les trajectoires. Or ces aimants sont supraconducteurs, ils ne fonctionnent donc qu’à des températures extrêmement basses, ici -271.3°c (1.9 K) ! Ce qui fait du LHC l’endroit le plus froid…de l’Univers. Pour flirter avec le zéro absolu, il a fallu refroidir les canaux dans lesquels circulent les particules durant deux mois avec de l’hélium liquide superfluide. Ensuite pour être sur que les particules circulent sans obstacle, il a également été nécessaire de réaliser un « hypervide » : dans les entrailles du LHC la pression n’excède pas un dix-millième de milliardième d’atmosphère !! Ce qui est dix fois inférieur à la pression régnant sur la Lune, le vide absolu sous nos pieds.
Pourquoi tant d’efforts ? Pour réaliser quelque chose de finalement assez simple : accélérer puis projeter des protons les uns contre les autres. C’est le but de tout accélérateur de particules. L’immense anneau de 27 Km permet ainsi d’accélérer progressivement les particules jusqu’à ce qu‘elles atteignent (encore un record !) 99.999% de la vitesse de la lumière. Elles parcourront alors les 27 km de l’anneau 11 000 fois par seconde.
Une fois cette grande vitesse atteinte les protons seront projetés les uns contre les autres. Lorsqu’il fonctionnera à plein régime, le LHC générera 600 millions d'interactions par seconde. De ces chocs particulaires, les scientifiques attendent beaucoup. Après un accident de la route, les gendarmes analysent les débris et les traces de freinage pour reconstituer la dynamique du choc. Au LHC, les enquêteurs sont remplacés par quatre expériences principales différentes. Et ici, plus question de reconstituer l’impact (les scientifiques en connaissent tous les paramètres), tout l’intérêt de l’expérience repose sur l’analyse des « débris » produits et des traces qu’ils vont laisser sur les enregistreurs.
En « éclatant » les protons vont donner naissance à de nouvelles particules comme le boson de Higgs, une entité bien mystérieuse « prédite » par le fameux modèle standard (qui décrit le comportement de toutes les particules, Cf. lien ci-contre). La preuve de son existence, constituerait une véritable révolution dans le petit monde des théoriciens. C’est le « chaînon manquant » qui pourrait expliquer l’origine de la masse de toutes les particules.
Et les promesses du LHC ne s’arrêtent pas là ! Pêle-mêle, les chercheurs espèrent découvrir d’autres particules pouvant expliquer la nature de la matière noire, prouver l'existence de dimensions supplémentaires de l’espace et peut-être même créer des mini trous noirs… On comprend mieux maintenant les 15 millions de gigaoctets de données qui seront produites chaque année par le LHC. Un tel monstre ne pouvant pas être activé d’un seul coup, le LHC va petit à petit monter en puissance au cours des prochains mois. si tout se déroule comme prévu, les chercheurs devraient avoir des premiers résultats à se mettre sous la dent à partir de 2010…
Joël Ignasse
Sciences et Avenir.com
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