«Un moment fantastique»: le premier faisceau lancé dans le grand collisionneur de hadrons au CERN L'expérience de physique la plus importante au monde a été lancée dans le Grand collisionneur de hadrons (LHC) au CERN (l'organisation européenne pour la recherche nucléaire) en Suisse. Le premier faisceau de protons a réussi à faire le tour complet de l'anneau de 27 km qui ab... L'expérience de physique la plus importante au monde a été lancée dans le Grand collisionneur de hadrons (LHC) au CERN (l'organisation européenne pour la recherche nucléaire) en Suisse. Le premier faisceau de protons a réussi à faire le tour complet de l'anneau de 27 km qui abrite l'accélérateur de particules le plus puissant du monde dans la matinée du 10 septembre, sous les applaudissements et au grand soulagement des scientifiques présents dans la salle de contrôle du LHC. Certains attendaient en effet cet évènement depuis des années. Cet évènement historique marque la transition vers une nouvelle ère de découvertes scientifiques dans le domaine de la physique des particules. Entre autres, le LHC devrait aider les scientifiques à répondre à des questions concernant l'univers, notamment l'origine de la matière noire, la situation juste après le Big Bang et le nombre de dimensions qui existent dans notre univers. «C'est un moment fantastique!», déclare le chef du projet LHC Lyn Evans. «À présent, nous pouvons espérer franchir une nouvelle étape dans la compréhension des origines et de l'évolution de l'univers.» Le LHC (pour Large Hadron Collider) est un anneau composé d'aimants supraconducteurs de 27 km de circonférence. Il se trouve à 100 mètres sous terre, de part et d'autre de la frontière franco-suisse près de Genève. À l'intérieur de l'anneau, deux faisceaux de particules (les «hadrons») circulent autour de l'anneau dans des directions opposées. Des aimants puissants guident les particules autour de l'anneau et recentrent les faisceaux avant qu'ils ne se rencontrent afin de stimuler la probabilité de collision des deux particules. D'après le CERN, il est aussi difficile de faire entrer en collision ces particules de taille minuscule que de «lancer des aiguilles se trouvant à 10 km l'une de l'autre avec une précision telle qu'elles se rencontreraient en cours de route». Les stations expérimentales positionnées autour de l'anneau permettront de détecter ce qui se passera lorsque les particules entreront en collision. Leurs observations devraient aider les scientifiques à répondre à toute une série de questions concernant l'origine de l'univers. Les deux expériences les plus importantes sont ATLAS («A toroidal LHC apparatus») et le CMS («Compact muon solenoid»). Elles étudieront les particules générées par les collisions, et tenteront de les identifier puis de mesurer leurs voies et énergies. Les deux expériences ont été conçues indépendamment et se basent sur des technologies très différentes. Ainsi, les découvertes de chaque détecteur permettront de vérifier celles de l'autre. Les scientifiques espèrent que le LHC permette de résoudre l'un des plus grands mystères de l'histoire: l'origine de la masse. En termes simples, nous ne savons pas pourquoi certaines particules pèsent le poids qu'elles pèsent, et pourquoi d'autres semblent n'avoir aucune masse. Les scientifiques pensent que la particule appelée «le boson de Higgs» pourrait expliquer la situation. Le problème étant que personne n'a jamais pu observer un boson de Higgs; son existence reste donc à prouver. Dans le LHC, les expériences ATLAS et CMS chercheront les preuves de cette mystérieuse particule. Le LHC étudiera également la question de la matière noire. Cette substance compose quelque 96% de l'univers, et nous ne disposons de pratiquement aucune information la concernant. Les expériences ATLAS et CMS permettront de tester des théories concernant la composition de la matière noire. Autour de l'un des quatre points de collisions du LHC se trouve le détecteur LHCb (pour «Large Hadron Collider beauty»). Il vise à étudier l'asymétrie matière - antimatière et à déterminer la raison pour laquelle la nature semble préférer la matière à l'antimatière. L'expérience ALICE (pour «A large ion collider experiment») se penchera sur les conditions qui ont régné immédiatement après le Big Bang. Enfin, tous les détecteurs tenteront de prouver l'existence d'autres dimensions cachées dans l'espace. «C'est un moment historique pour la science; l'apogée de décennies de travaux», commente Keith Mason, directeur du Conseil britannique pour les équipements scientifiques et technologiques, qui a contribué à la création du LHC. «Les scientifiques qui attendent les résultats du LHC osent poser les questions les plus importantes de la science moderne. Que nos découvertes correspondent à nos attentes ou qu'elles contredisent totalement nos théories, les manuels de physique ne seront plus jamais les mêmes.» L'ensemble de ces expériences génèrera une immense quantité de données (environ 15 millions de giga-octets) chaque année. Ces données seront gérées puis analysées à l'aide d'une grande grille informatique. Les données seront traitées en premier lieu au CERN, puis distribuées dans 11 centres principaux d'informatique dans le monde entier. Ces centres redistribueront ensuite les données à 120 centres; ces derniers disposent de suffisamment de puissance informatique pour stocker la plupart des données et réaliser des analyses complexes. Les scientifiques du monde entier pourront ensuite accéder à ces données à partir de groupes informatiques ou même d'ordinateurs portables. Le lancement des premiers faisceaux au LHC est un moment très attendu par de nombreux scientifiques. L'idée de la construction du LHC a été évoquée pour la première fois en 1980. Dans les années qui ont suivies, les groupes de travail ont débattu du genre de questions auxquelles la machine pourrait répondre, et le Conseil du CERN a finalement donné son feu vert en 1994. Depuis, les travaux sur le projet ont progressé sans interruption, et les derniers composants de l'expérience du LHC ont été placés au début de l'année. Enfin, la structure finale a été refroidie à une température de quelques degrés en dessous du zéro absolu. En août, les scientifiques ont réussi à faire circuler les faisceaux de particules sur de courtes distances dans l'accélérateur dans le sens (et le sens inverse) des aiguilles d'une montre. Les travaux du CERN sont dirigés par ses 20 États membres. La Commission européenne dispose du statut d'observateur à l'organisation.
