Le LHC reconstitue des mini «Big Bang»
Le Large Hadron Collider (LHC, ou Grand collisionneur de hadrons) a réalisé tous ses objectifs prévus pour 2010 et s'est embarqué dans une nouvelle phase d'activité dans laquelle les scientifiques exploreront la matière qui est apparue juste après le Big Bang. Au cours des sept derniers mois, les scientifiques travaillant sur le LHC au CERN (l'organisation européenne de recherche nucléaire) ont étudié des collisions entre des protons. Leur objectif principal était de parvenir à une luminosité (une mesure du taux de collisions) de 1032 /cm2/s. Mission accomplie le 13 octobre, avec deux semaines d'avance par rapport au calendrier. Cette phase d'expérience sur les protons s'est donc achevée le 4 novembre dernier. Les résultats générés durant cette période incluent la validation du modèle standard des particules et des forces à ces nouvelles hautes énergies, les premières observations du quark top dans les collisions proton-proton, et les limites fixées pour la production de certaines nouvelles particules, telles les quarks «excités». «Cela montre que l'objectif que nous nous étions fixé pour cette année était réaliste, mais ardu, et il est très gratifiant de constater que nous l'avons atteint d'une aussi belle manière. Et cela prouve l'excellente conception de la machine et la qualité des travaux accomplis pour sa bonne réalisation», indique le directeur général du CERN, Rolf Heuer. «C'est de bon augure pour les objectifs que nous nous sommes fixés pour 2011.» Le LHC a déjà démarré sa prochaine phase d'exploitation, qui implique la collision d'ions plomb à des vitesses record dans le but de recréer les conditions qui existaient dans les tout premiers instants de l'Univers. Les premières collisions entre ions plomb ont déjà commencé, à la grande joie des scientifiques impliqués dans l'expérience ALICE, l'une des quatre expériences menées au LHC. «Nous sommes très heureux de notre expérience! Les collisions ont reconstitué des mini Big Bang et ont généré les températures et densités les plus élevées jamais obtenues dans le cadre d'une expérience», explique le Dr David Evans de l'université de Birmingham, au Royaume-Uni. «Ce processus s'est déroulé dans un environnement sûr et contrôlé générant ainsi des boules de feu subatomiques chaudes et denses de températures de plus de 10 milliards de degrés, ce qui est un million de fois supérieur à la température du centre du Soleil», ajoute-t-il. «À ces températures, même les neutrons et protons, qui constituent le noyau des atomes, fondent pour produire une soupe dense et brûlante de quarks et de gluons appelée plasma de quark-gluon.» «En étudiant ce plasma, les physiciens espèrent mieux comprendre l'interaction forte, l'une des quatre forces fondamentales de la nature. L'interaction forte lie les noyaux atomiques entre eux et est responsable de 98% de leur masse. J'ai hâte d'étudier un élément infime de ce qui constituait l'univers un milliardième de seconde après le Big Bang.» Une autre réussite pour le LHC est la manière dont la Grille de calcul mondiale pour le LHC (WLCG pour Worldwide LCH Computing Grid) a pu gérer l'immense quantité de données générées au cours de la phase d'expériences sur les protons. La grille concentre la puissance informatique de plus de 140 centres de calcul indépendants répartis dans 34 pays pour traiter les données des expériences réalisées sur le LHC. Elle permet de répondre au million d'analyses quotidiennes et de transférer les données à des débits impressionnants. Des pics de l'ordre de 10 gigaoctets par seconde ont été observés, équivalant au transfert de deux DVD complets par seconde. Le passage à une exploitation avec ions plomb ouvre de toutes nouvelles perspectives pour la WLCG, car ces expériences génèreront un flux de données plus important que celui provenant des collisions de proton à proton. Les tests ont d'ors et déjà démontré que le système de stockage de données du CERN est en mesure de gérer cette quantité d'informations. Le LHC sera exploité avec des ions plomb jusqu'au 6 décembre, avant un arrêt technique pour maintenance. L'exploitation avec protons reprendra en février et l'expérimentation pour la physique se poursuivra tout au long de 2011.
Pays
Suisse