« CERN: reprise des collisions de particules »

Le LHC fait ses premières collisions de protons pour 2018 et se prépare à chasser de la nouvelle physique avec elles pour terminer sa deuxième campagne de prise de données, avant une longue pause de deux ans.

LHC : comment fonctionne le plus grand accélérateur de particules ?  À cheval entre la France et la Suisse, le Grand collisionneur de hadrons permet actuellement de faire des collisions de protons à une énergie de 13 TeV (téraélectronvolts). Découvrez le fonctionnement de cet impressionnant outil en vidéo grâce au Cern.

Le Cern vient de faire savoir que des collisions de faisceaux de protons avaient enfin repris après une pause hivernale consacrée à des upgrades du LHC. Il ne s’agit pas encore de collisions pour faire de la physique et chasser de nouvelles particules. La traque d’éventuelles particules de matière noire, voire de mini trous noirs en cours d’évaporation par rayonnement Hawking ne saurait cependant tarder.

Mais elle ne durera que pendant l’année 2018, après quoi, en décembre, les physiciens et les ingénieurs mettront fin au « run 2 », la deuxième campagne de prise de données avec les détecteurs géants que sont Alice, LHCb, CMS et Atlas. S’ensuivront deux années consacrées à repousser toujours plus loin les performances de la chaîne d’accélérateurs contenant le LHC en fin d’accélération des faisceaux de particules, de manière à préparer le HL-LHC, le LHC à haute luminosité.

Tous les collisionneurs de particules fonctionnent sur les mêmes principes, des faisceaux de particules à hautes énergies et lumineux. Voici pourquoi. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l’écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ».

Une chaîne d’accélérateurs pour alimenter le LHC

Rappelons que le vendredi 30 mars 2018, à 12h17 précisément, des protons ont à nouveau circulé dans l’anneau du plus puissant accélérateur de particules du monde pour sa septième année de prise de données, et sa quatrième à l’énergie de collision de 13 TeV. Auparavant, les paquets de protons n’ont fait leur retour que par étape dans chaque étage d’accélération menant au LHC, à savoir début mars dans un accélérateur linéaire, le Linac 2. Ce fut ensuite l’entrée dans Booster du Synchrotron à protons (PS Booster), puis le 8 mars dans le fameux Synchrotron à protons (PS) et enfin le Supersynchrotron à protons (SPS), une semaine plus tard.

À chaque étape, les énergies des protons étaient portées à des niveaux plus élevés et le comportement des milliers de dispositifs électroniques, chargés de la réussite des opérations de production et de contrôle des faisceaux de protons et de leur accélération, était testé. Pour cela, seuls deux paquets de particules contenant chacun environ 120 milliards de protons ont été utilisés. C’est trop peu lumineux pour des faisceaux de particules pour accumuler de la statistique nécessaire à la découverte rapide d’une nouvelle physique. À terme, il y aura donc 2.556 de ces paquets, ce qui permettra de faire des collisions à un rythme élevé chaque seconde.

Sur quels critères se base-t-on pour faire une découverte en physique des particules ? La physicienne Nathalie Besson nous répond.

Sources

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