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Le Grand collisionneur redémarre cette semaine

L'anneau du Grand collisionneur de hadrons.

Le LHC est l'accélérateur de particules le plus grand du monde. Il se compose d'un anneau de 27 kilomètres d'aimants supraconducteurs et de plusieurs structures d'accélération destinées à accroître l'énergie des particules tout au long de leur parcours.

Photo : iStock / CERN

Reuters

Les chercheurs du Centre européen pour la recherche nucléaire (CERN) se préparent au redémarrage cette semaine de l'accélérateur de particules le plus grand et le plus puissant du monde, le Grand collisionneur de hadrons (LHC), dont la suspension des activités pour des travaux de maintenance et d'amélioration a été prolongée en raison de la pandémie de COVID-19.

Le redémarrage de cet anneau de 27 kilomètres de circonférence, formé de milliers d'aimants supraconducteurs et situé sous terre, à cheval sur la frontière franco-suisse dans l'Ain, à une dizaine de kilomètres de Genève, relève d'une procédure complexe qui s'étale sur plusieurs phases.

Il ne suffit pas d'appuyer sur un bouton, souligne Rende Steerenberg, qui dirige l'équipe chargée du bon fonctionnement du LHC. Le redémarrage s'accompagne d'un sentiment de tension, d'une certaine nervosité.

Entre autres écueils susceptibles de perturber la remise en service du LHC, à l'arrêt depuis début 2019 : la découverte d'une obstruction, la contraction de certains matériaux lors du refroidissement de près de 300 °C des différents secteurs de l'anneau, ou encore d'éventuelles défaillances des milliers d'aimants qui permettent d'orienter les faisceaux de particules sur une trajectoire incurvée et resserrée dans l'anneau.

Pour un redémarrage réussi, le système doit fonctionner comme un orchestre, car il faut activer la bonne fonction et réaliser la bonne action au bon moment, a expliqué à Reuters Rende Steerenberg.

Impatients de reprendre leurs travaux, les chercheurs sont prêts à célébrer dans le centre de contrôle le passage des faisceaux dans les différents secteurs de l'accélérateur, et le champagne est au frais dans cette perspective.

Lors de sa première phase d'exploitation (2010-2013), le LHC a permis de confirmer la réalité du boson de Higgs, une particule élémentaire dont l'existence n'était jusque-là que théorique. La deuxième phase d'exploitation (2015-2018) a permis d'améliorer les connaissances sur les propriétés de cette particule.

Avec la remise en service de l'accélérateur, et d'ici au prochain arrêt programmé sur la période 2025-2027, les chercheurs espèrent avancer dans la recherche d'hypothétiques particules de matière noire, jusqu'ici restée infructueuse.

La matière noire, forme invisible de matière qui n'émet pas de lumière, n'en absorbe pas et ne la reflète pas. Elle est cinq fois plus abondante que la matière ordinaire et, sans elle, l'Univers ne serait pas comme nous le connaissons.

D'après Rende Steerenberg, grâce aux travaux effectués sur le LHC, nous allons considérablement augmenter le nombre de collisions et donc également la probabilité de nouvelles découvertes.

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