Le Large Hadron Collider (LHC) en quelques questions

La mise en service du LHC, au CERN de Genève, a beaucoup fait parler d’elle pendant ce mois de septembre. La polémique d’abord sur les dangers potentiels, puis l’inauguration, ensuite le piratage du site du CERN et enfin les problèmes électriques dont l’accélérateur a fait l’objet.
Bien sur, les possibilités d’avancée dans la recherche sont nombreuses mais pas forcément faciles à appréhender. De très nombreuses explications sont disponibles sur le site du CERN et pour essayer de mieux comprendre tout ça, nous avons posé quelques questions à quelqu’un qui travaille directement sur cette machine gigantesque.

lhc

– En quelques mots qu’est-ce que c’est que cet engin ?

C’est le Large Hadron Collider, qui comme son nom l’indique est un grand collisionneur de hadrons.
Les hadrons sont les particules composées de quarks (comme les protons et neutrons, par exemple), par opposition aux leptons (la famille des électrons et neutrinos).

Donc cet engin est un grand anneau de 27km de long, qui fait entrer en collision des protons sur des protons (note p+p), c’est le but majeur de la machine. C’est dans ces collisions qu’on espère trouver le boson de Higgs (particule donnant la masse aux autres particules), et d’autres choses peut-être, comme les particules super-symétriques par exemple, théoriquement pouvant être responsables de la matière noire de l’Univers.

Par ailleurs il est également prévu des collisions d’ions lourds, plus précisément de noyaux de plomb (Pb+Pb) destinées a créer le plasma de quarks et de gluons (PQG) et de pouvoir l’étudier dans de meilleures conditions qu’auparavant.

Dans les 2 cas, les énergies délivrées lors des collisions sont sans précèdent: c’est l’accélérateur le plus puissant au monde.

– Quel est ton poste/métier/rôle/rapport avec le LHC ?

Je suis chercheur dans la collaboration ALICE, ALICE étant l’une des 4 principales (sur 6) expériences installées auprès du LHC. C’est une grosse machine de 10000 tonnes qui est installée à un point précis de l’accélérateur. Son but est précisément d’étudier le PQG dans les collisions Pb+Pb.

– Que devons nous attendre des résultats qu’ apportera le LHC ?

Pour le boson de Higgs et les particules supersymetriques, on n’est toujours pas sur qu’ils existent, donc on ne sait pas si on les trouvera.
En tous cas si le higgs existe, on devrait le trouver, car la machine est designée pour ça. si on ne le trouve pas, ça voudra sûrement dire qu’il n’existe pas, et on devra repenser TOUT le modèle sur lequel la physique s’appuie depuis plusieurs dizaines d’années.

En ce qui concerne le PQG, les résultats notamment obtenus a RHIC (l’accélérateur de Brookhaven, à plus basse énergie que le LHC) montrent que quelque chose qui ressemble beaucoup au PQG a été crée : on sait maintenant que ALICE ne ‘découvrira’ pas le PQG, mais pourra l’analyser avec des possibilités largement supérieures à ce qu’il est possible de faire au RHIC.

– Fonction de ça qu’attends-tu, à court ou moyen terme, de sa mise en service
pour tes recherches ?

De faire des mesures relatives au PQG qui n’étaient pas possible avec les accélérateurs d’ions lourds précédents. C’est le rôle d’ALICE. Personnellement, je m’intéresse pour l’instant à certains types de particules déjà connues (les particules étranges notamment) mais ce qui m’intéresse c’est de mesurer le taux de production de ces particules pour pouvoir caractériser le PQG en termes de composition : savoir avec précision de quoi il est fait, ça c’est mon domaine, mais il y a des multitudes d’autres observables intéressantes.

– Quels sont, selon toi, les premières retombées tangibles, pour le commun
des mortels; qu’apporteront les résultats des recherches menées sur le LHC ?

Les retombées existent déjà.
La recherche fondamentale est une véritable usine à brevets : c’est en partie pour celle-ci qu’est pensée la technologie de demain.
On y développe des nouveaux détecteurs, plus précis, plus petits et plus robustes, (je pense notamment à ceux utilisant la technologie des semi-conducteurs) et tout ça peut être utilisé rapidement dans l’industrie, la médecine et la biologie par exemple.

Les technologies de calcul, comme la fameuse GRID, ont été conçues pour le LHC à la base. Ces nouveautés commencent déjà à faire leur apparition dans l’industrie et dans d’autres domaines de recherche que la physique fondamentale.
L’idée est de mettre à disposition d’énormes moyens de calcul et de stockage, partages entre diverses institutions, de manière assez transparente: l’utilisateur envoie son programme sur autant d’ordinateurs que possible, ces ordinateurs se partagent le boulot, et le résultat du calcul est obtenu, par conséquent, plus rapidement.

– Que penses-tu des rumeurs qui circulent à propos des dangers que
représente les expériences qui seront menées sur le LHC?

Elles sont fondées sur des questions qu’il était nécessaire de se poser, mais malheureusement propagées de manière alarmiste alors que les rapports d’experts ont bien démontré qu’il n’y a rien à craindre.
Le CERN avait, il y a quelques années, lancé un groupe d’experts (appelé LSAG pour « LHC Safety Assessment Group ») sur l’évaluation de la sûreté de l’installation, qui ont donné leur feu vert.
La chose vient d’être réitérée récemment, en tenant compte des avancées de la connaissance de ces phénomènes, et de nouveau les experts ont démontré qu’il n’y avait rien à craindre.
Ces rapports scientifiques sont en ligne, consultables à loisir sur
http://public.web.CERN.ch/Public/en/LHC/Safety-en.HTML

– Peux-tu nous faire rêver en nous donnant des exemples de domaine dans
lesquels sa mise en service fera avancer les choses?

Euh…, non…, je n’ai pas d’exemple précis :D… mais je pense quand même que toute connaissance fondamentale peut être utilisée, à plus ou moins long terme, pour les engins technologiques qui nous entourent, comme ça a été le cas par exemple grâce à la physique quantique qui a permis la compréhension des matériaux semi-conducteurs que nous avons aujourd’hui dans nos télévisions, téléphones etc.
Mais j’avoue que ça prend souvent beaucoup de temps…

– Que penses-tu du montant de l’investissement réalisé et surtout comment
peut-on le relativiser ?

Ces investissement énormes sont malheureusement nécessaires, car nous n’avons pas d’autre possibilité pour sonder la matière dans ses moindres détails.
Mais il ne faut pas oublier que tout cela crée des emplois, du chercheur au technicien en passant par les secrétariats et j’en passe, et fait marcher l’industrie.
On peut également relativiser en considérant le nombre de pays (85) qui financent le LHC et les expériences, donc si on divise tout ça par 85, ça soulage un peu… ?? non …?

– Quelle vidéo peux-tu nous proposer pour nous aider à comprendre le LHC?

Il y en a, bien sur, plein sur le web, je n’ai pas de lien particulier à te soumettre… mais il y avait une video passée dans une émission de Calvi sur France 5 consacrée au LHC, (c’est dans l’air, je crois), qui n’était pas mal du tout, et en français en plus.
Sinon pour plus d’info Wikipedia est plutôt bien fournie avec de nombreuses explications accessibles au plus grand nombre

– Merci d’avoir répondu à ces quelques questions, on espère entendre parler rapidemment des résultats des expériences qui seront menées et pouvoir t’interroger à nouveau sur le sujet :)

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