Amped-Up Atom Smasher Cherchera De Nouvelles Particules Et De La Matière Noire

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Le plus grand briseur de particules au monde, le grand collisionneur de hadrons du cern, reprendra ses activités pour la deuxième fois depuis trois ans, avec une énergie deux fois plus grande qu’auparavant.

Le plus grand accélérateur de particules au monde, qui a découvert le fameux boson de Higgs en 2012, va bientôt redémarrer avec une énergie presque deux fois supérieure à celle de son premier passage.

Après une interruption de deux ans pour les mises à niveau, le Grand collisionneur de hadrons (LHC) de l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) en Suisse sera en mesure de produire des collisions de particules avec une énergie de 13 téraélectron volts (TeV) d'ici mai, comparé aux collisions à 8 TeV lors d'opérations précédentes, ont déclaré des responsables du CERN lors d'une conférence de presse aujourd'hui (12 mars).

En examinant ces collisions à haute énergie, les chercheurs espèrent voir au-delà du modèle standard de la physique des particules, de la théorie dominante qui décrit les particules fondamentales et leur interaction. Cela pourrait inclure la recherche d'autres bosons de Higgs, ou la production de matière noire, la substance mystérieuse qui représente environ 85% de la matière totale de l'univers, ont déclaré des chercheurs. [Au-delà de Higgs: 5 particules insaisissables qui peuvent se cacher dans l'univers]

"Nous nous dirigeons à nouveau vers un territoire inexploré", a déclaré David Charlton, porte-parole d'ATLAS, l'une des deux expériences menées par le LHC qui a révélé en juillet 2012 la présence d'une particule présentant les caractéristiques du boson de Higgs, une particule supposée donner toutes les autres particules. leur masse.

Le LHC consiste en un anneau d'aimants supraconducteurs de 17 km de long (27 km) qui accélèrent les particules à une vitesse proche de celle de la lumière. Le LHC produit deux faisceaux de protons et les heurte à quatre endroits à l'intérieur de la machine. Pour rendre les aimants supraconducteurs, ils sont refroidis à l'aide d'hélium liquide à moins 456,3 degrés Fahrenheit (moins 271,3 degrés Celsius), une température plus froide que l'espace.

Au cours de sa première saison d'exploitation, qui a duré de 2009 à 2012, le LHC a été en mesure de produire des collisions à des énergies atteignant 8 TeV. La découverte d'une particule de type Higgs - dont les scientifiques ont longtemps théorisé l'existence - a permis de confirmer le modèle standard, la théorie qui a expliqué avec succès presque toute la physique des particules expérimentale. Mais pour regarder au-delà de ce modèle et découvrir une nouvelle physique, des collisions à haute énergie sont nécessaires.

Lors de sa fermeture de deux ans, le LHC a fait l'objet d'importants travaux de maintenance et de mises à niveau, a déclaré Frederick Bordry, directeur des accélérateurs et de la technologie du CERN, lors de la conférence de presse. Celles-ci comprenaient le renforcement de la connexion entre les aimants, l'amélioration de la protection contre la rupture supraconductrice (ou la désactivation) des aimants, l'amélioration de la radioprotection et des systèmes de refroidissement et le doublement du nombre de "paquets" de protons injectés dans le collisionneur pour produire davantage de collisions Dit Bordry.

Au cours du week-end, les techniciens ont effectué le premier test d'injection de faisceaux de particules dans le LHC. Le collisionneur sera opérationnel dans deux semaines, mais il faudra environ deux mois avant que le LHC réalise les premières collisions pour la physique, a déclaré Ralph Heuer, directeur général du CERN. [Wacky Physics: Les petites particules les plus cool de la nature]

Pendant ce temps, les chercheurs ont hâte de chercher de nouvelles physiques.

Le boson de Higgs sera l’un de leurs principaux objectifs. Par exemple, les scientifiques veulent voir si la particule se désintègre de manière inattendue et s'il pourrait y avoir d'autres bosons de Higgs.

"Dans les familles avec un seul enfant, l'enfant se comporte complètement différemment que s'il était dans une famille de 10 enfants", a déclaré Heuer. Si le modèle de Higgs s'avère être l'un des nombreux modèles, il aura des propriétés différentes de celles du modèle standard et "nous aurons une idée de l'endroit où aller", a ajouté Heuer.

Un autre domaine que le LHC mis à niveau sera en mesure de sonder est la matière noire, qui n'a pas encore été détectée directement. Ce sera l’un des objectifs de la CMS, l’autre expérience qui a mis en évidence les Higgs, a déclaré le porte-parole de la CMS, Tiziano Camporesi. La célèbre équation E = mc ^ 2 d'Einstein dit que la masse est équivalente à l'énergie. "Donc, si nous voulons produire un nouvel état de la matière, nous avons besoin de l’énergie pour le produire", a déclaré Camporesi.

En plus du Higgs et de la matière noire, le LHC pourrait donner aux scientifiques un aperçu des conditions présentes immédiatement après le Big Bang. ALICE, une autre expérience du LHC, va maintenant pouvoir étudier des conditions "encore plus chaudes, plus durables et encore plus violentes" qu'auparavant, a déclaré aujourd'hui le porte-parole d'ALICE, Johannes Wessels.

Tout au long de la conférence de presse, les scientifiques ont répété sans cesse la phrase "si la nature nous est chère". Mais que se passe-t-il si les chercheurs ne trouvent rien?

Même si le LHC ne trouve pas de nouvelles particules, il pourrait tout de même accumuler des données qui amélioreront la précision de ses mesures, ont déclaré les chercheurs.

"Si nous ne trouvons pas quelque chose directement, nous pourrions bien trouver quelque chose indirectement", a déclaré Heuer.

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