le LHC, deux ans après...

Le Grand Collisionneur de Hadrons ( en Anglais LHC) est une énorme machine en forme d’anneau creux, installé au CERN près de Genève, et à cheval sur la frontière Franco-Suisse à 100 mètres de profondeur, et d’une circonférence de 27km. Il a été conçu par les physiciens pour vérifier les théories à la base de la physique moderne. Les chercheurs pensent obtenir de nouvelles réponses sur les constituants de l’infiniment petit au sein de l’univers et à l’échelle des particules.

La matière est constituée de molécules, elles même constituées d’atomes, à leur tour constitués de noyaux et d’électrons tournant autour. Les noyaux sont également constitués de neutrons et de protons, eux-même constitués de quarks. Toutes ces particules ont une masse, et sont assemblées entre-elles grâce à des forces électromagnétiques (liant les électrons au noyau), et à des forces d’interaction forte ou faible (liant les quarks à l’intérieur des neutrons et protons). Tout cela permet d’établir ce que l’on appelle le modèle standard, l’ensemble des règles qui régissent la vie des particules élémentaires.

Les physiciens pensent que le modèle standard est insuffisant pour décrire toute la richesse de l’infiniment petit. Pour savoir quelle théorie doit succéder au modèle standard, de nouvelles données sont nécessaires. Pour ce faire il faut explorer des énergies de plus en plus élevées. Le LHC est là pour sonder ces hautes énergies.

Ainsi les chercheurs pensent trouver avec le LHC des réponses aux questions suivantes :

-Existe-t-il de nouvelles dimensions de l’espace ?
-Peut-on fabriquer de mini-trous noirs ?
-Les particules auraient-elles un « double » d’elle-même, dit supersymétrique (antimatière) ?

Un incident est survenu en Octobre 2008 qui a retardé de presque un an le début de l’exploitation du LHC. Une fuite d’hélium due à une mauvaise connection entre deux aimants dans le secteur 3-4 du tunnel. Les sécurités ont fonctionnées, aucun danger n’a pu être constaté à la suite de l’incident.

L'année 2011 devrait être décisive dans la mise en évidence de la matière noire. Les chercheurs du CERN qui travaillent sur le LHC estiment qu'ils n'ont jamais été aussi proches de la découverte des particules constituant la mystérieuse matière noire (ou l’antimatière décrite ci-dessus)
Il était prévu initialement de faire fonctionner le LHC jusqu’à la fin 2011, puis de procéder à un arrêt technique afin de préparer la machine pour une exploitation à sa puissance nominale, soit 7 TeV par faisceau. Toutefois, l’excellente performance du LHC lors de sa première année d’exploitation a conduit à repenser ce calendrier.

Les améliorations de performances du LHC attendues pour 2011 devraient permettre de multiplier par trois le taux de collecte de données par rapport à 2010. Les expériences du LHC devraient ainsi produire assez de données en 2011 pour disposer d’indices intéressants sur une potentielle « nouvelle physique ».

Selon le calendrier annoncé aujourd’hui, le manège des particules fera son retour dans le LHC en février et la machine fonctionnera jusqu’à la fin décembre. L’exploitation sera ensuite stoppée pour un court arrêt technique, puis reprendra début 2012.

Questions et réponses.
Voici quelques réponses aux questions souvent posées au sujet du LHC:

• Pourquoi il y t-il de l’hélium dans les circuits du LHC ?
L’hélium est utilisé pour refroidir les bobinages des aimants censés guider et corriger la trajectoire des faisceaux. Les fils de ces electro-aimants géants chauffent car soumis a une intensité de 11700 ampères. La solution est de les transformer en « supraconducteurs » en les refroidissant a -273°C à l’aide d’un flux d’hélium.

• Pourquoi le LHC est-il enterré à 100 mètres de profondeur ?
Pour isoler la population des éventuels rayonnements parasites. En Effet, les particules soumises à des accélérations aussi intenses peuvent produire des rayons X si elles frappent accidentellement la paroi du « tuyau » à l’intérieur duquel elles sont contenues.

• Le LHC présente t-il des dangers ?
Il y a très peu de risque pour le personnel. Il n’y a personne à l’intérieur du tunnel pendant la course folle des hadrons. Il existe des risques de rayonnements X ou Gamma. Cependant ces rayonnements sont sensé être contenu dans l’enveloppe en métal du LHC. Une panne survenant sur des aimants pourrait entraîner une déviation des faisceaux, et éventuellement faire fondre une demi tonne de métal qui se trouverait sur son passage… Mais les systèmes de sécurité arrêteraient le processus immédiatement.