CERN

Premières collisions dans le LHC

Les premiers événements pouvant être interprétés comme des collisions de particules ont été détectés lundi après-midi dans les quatre détecteurs du LHC, le grand accélérateur du CERN. «Une nouvelle ère de la physique s’ouvre», s’enthousiasment les physiciens

Les premières collisions de particules dans le LHC ont eu lieu lundi après-midi au CERN, trois jours seulement après le redémarrage du LHC, a annoncé lundi soir l’Organisation européenne de recherches nucléaires dans un communiqué. «C’est une grande réussite d’avoir parcouru autant de chemin en un temps si court», a déclaré son directeur général Rolf-Dieter Heuer. La rapidité avec laquelle ces collisions ont pu être provoquées était assez inattendue.

«C’était la cohue dans la salle de contrôle et tout le monde a explosé quand on a vu les premières collisions!», s’est exclamé Jurgen Schukraft, porte-parole de l’expérience ALICE. «Les traces (générées par les collisions de particules, ndlr) que nous observons sont magnifiques», a ajouté son collègue Andrei Golutvin.

En début d’après-midi, devant la presse, les physiciens avaient indiqué que des paquets de protons circulaient dans les deux directions dans le LHC, avec une énergie de 450 gigaélectron-volts (GeV), c’est-à-dire leur énergie d’injection dans la boucle refroidie à une température proche de celle du vide intersidéral. Une première, déjà, car l’an dernier, avant la panne qui a immobilisé le LHC pendant 14 mois et nécessité des réparations gigantesques, les scientifiques n’étaient pas parvenus jusqu’à cette étape-là.

Or c’est précisément durant la conférence de presse que les physiciens du CERN ont pu réaliser des collisions de particules successivement en quatre points du circuit de 27 km enfoui à 100 mètres sous terre entre la France et la Suisse, là où se trouvent les quatre expériences géantes. Les scientifiques présents le savaient, qui se chuchotaient à tout bout de champ à l’oreille. Ils ont toutefois voulu attendre d’avoir toutes les confirmations des postes de control des quatre sites pour communiquer la bonne nouvelle.

Les faisceaux ont été d’abord réglés pour produire des collisions dans l’immense détecteur ATLAS, qui a enregistré son premier événement interprétable comme une collision à 14h22. Ensuite, les faisceaux ont été optimisés pour des collisions dans CMS. Puis dans la soirée, les faisceaux ont été préparés pour des chocs frontaux dans ALICE, enfin dans LHCb. Il est possible de faire se croiser les faisceaux en deux points de l’anneau au maximum.

«C’est une formidable nouvelle, le début d’une ère fantastique de physique et, espérons-le de découvertes, après 20 ans d’efforts de la communauté internationale pour construire cette machine et ses détecteurs, d’une complexité et d’un niveau de performance inédits», a déclaré Fabiola Gianotti, porte-parole de l’expérience ATLAS. Pour Tejinder Virdee, porte-parole de CMS: «Ces collisions annoncent la deuxième moitié de cet incroyable voyage de découverte des secrets de la nature.»

A terme, à pleine énergie (ce qui n’est de loin pas encore le cas), ces collisions de protons doivent faire jaillir des particules élémentaires encore jamais observées, et recréer un instant le «soupe originelle» qui prévalait juste après le Big Bang, avant que les particules élémentaires ne s’associent pour former les noyaux d’atomes. Les chercheurs du CERN ambitionnent aussi de trouver la preuve de l’existence des particules inédites mais cruciales comme le mystérieux boson de Higgs, qui attribuerait sa masse à toutes les autres particules. Ils espèrent enfin voir la trace d’autres phénomènes, comme la matière sombre qui remplirait les trois quart de l’Univers, l’antimatière (pendant de la matière) et des signes d’une théorie révolutionnaire appelée «supersymétrie». «Il faut être ouvert aux surprises que nous réserve la Nature», s’est réjoui Rolf-Dieter Heuer.

Hier soir, la nouvelle a vite fait le tour des réseaux sociaux Twitter et Facebook. Beaucoup ironisaient même de ne pas avoir vu la Terre disparaître dans les micro-trous noirs dont une minorité de scientifiques avait prédit l’apparition possible lors des collisions, celles observées aujourd’hui restant certes de très basse énergie.

Désormais, «il nous reste beaucoup à faire avant de pouvoir commencer le programme de physique du LHC», a rappelé le directeur général du CERN. La suite? «Une phase de mise en service intense en vue de l’accroissement de l’intensité des faisceaux et de leur accélération, a précisé le centre de recherche. Si tout va bien, d’ici Noël, le LHC devrait atteindre 1,2 téraélectron-volts (TeV) par faisceau. Il aura alors déjà fourni une bonne quantité de données de collision pour l’étalonnage des détecteurs» qui captent les particules.

Le Grand collisionneur de hadrons (LHC), instrument qui a coûté plus de 3,76 milliards d’euros sans compter les quatre expériences, a été relancé le 20 novembre au soir, après 14 mois d’arrêt suite à des pannes survenues seulement quelques jours après son lancement en grandes pompes le 10 septembre 2008.

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