Les scientifiques s’apprêtent à repousser une fois de plus les limites de la physique des particules avec la réouverture du Grand collisionneur de hadrons (LHC) au CERN près de Genève, en Suisse, après un arrêt de trois ans.
Après la fin réussie de sa deuxième exploitation en décembre 2018, le LHC a été délibérément arrêté pour des mises à jour alors que les équipages se préparaient à courir 3qui devrait démarrer prochainement, puisque la nouvelle campagne démarrera ce printemps (rapports précédents Le CERN s’attendait à ce que la course 3 commence dès le début du mois de mars). Pendant le confinement, qui comprenait également des retards dus à la pandémie de COVID-19, les membres de l’équipe du CERN se sont préparés à de nouvelles expériences avec le collisionneur alors que des améliorations majeures sont apportées pour augmenter sa puissance et ses capacités.
Au bord de la nouvelle physique, les scientifiques sont impatients d’exploiter les nouvelles améliorations du LHC pour enquêter sur le boson de Higgsexplorer matière noire et potentiellement élargir notre compréhension du modèle standard, la principale théorie qui décrit tous les forces fondamentales et les particules élémentaires de l’univers.
En rapport: Une simulation massive d’univers enquête sur le mystère fantomatique des neutrinos
Maintenant, bien qu’il y ait eu des retards de travail dus à la pandémie de COVID-19, la dernière fermeture du LHC a été planifiée à l’avance pour ces mises à niveau. Mais “le fait qu’il n’y ait pas eu autant de nouvelles sur le LHC l’année dernière, je pense que cela se serait produit de toute façon parce que la chose ne provoquait pas de collisions”, a déclaré à Space John Ellis, physicien théoricien au CERN. com.
Cependant, le LHC sera bientôt de retour pour faire ce qu’il fait le mieux : accélérer des protons (ou des ions) jusqu’à vitesse de la lumière et les écraser les uns contre les autres.
“Estas mediciones arrojan luz sobre lo que sucede en las energías más altas que podemos alcanzar, lo que nos informa sobre los fenómenos en el universo muy primitivo”, dijo Phil Allport, experto en detectores de física de partículas de la Universidad de Birmingham en el Royaume-Uni. il a dit à NewScientist sur les expériences que le LHC pourrait permettre aux scientifiques de faire.
Ces collisions à haute énergie pourraient également permettre aux chercheurs de sortir des sentiers battus avec leurs expériences et d’essayer de donner un sens à des choses que le modèle standard n’explique pas complètement.
Lorsque les physiciens explorent des inconnues comme la matière noire et énergie noire“Ces choses nécessitent des extensions du modèle standard de la physique des particules pour s’adapter, et toutes ces théories font des prédictions. Et le meilleur endroit où chercher pour tester ces prédictions est généralement aux énergies les plus élevées possibles”, a ajouté Allport.
Ellis est particulièrement intéressé par l’exploration d’une découverte particulière qui s’est réellement produite lors de l’arrêt du LHC, a-t-il partagé.
“Une chose qui, soit dit en passant, est apparue pendant la période de verrouillage et qui m’intrigue certainement, c’est cette preuve que lorsque les quarks bottom se désintègrent, ils peuvent le faire d’une manière qui fait la distinction entre les électrons et les muons”, a-t-il déclaré. Ellis. ajoutant que dans le modèle standard “nous nous attendons à ce que les électrons et les muons se comportent exactement de la même manière”.
Cependant, des découvertes comme celles de l’expérience LHCb, qui étudie les différences entre la matière et l’antimatière, “indiquent qu’elles ne se comportent pas réellement de la même manière. Il y a une différence assez significative”, a déclaré Ellis.
Ellis a souligné qu’il reste encore beaucoup de travail à faire avant que ces découvertes ne soient confirmées comme une découverte concrète. Cependant, “c’est certainement très intrigant” et “serait une excellente trouvaille s’il était confirmé”.
mises à jour passionnantes
Avec ces nouvelles améliorations, le CERN a augmenté la puissance des injecteurs du LHC, qui envoient des faisceaux de particules accélérées au collisionneur. Lors du précédent arrêt en 2018, le collisionneur pouvait accélérer les faisceaux à une énergie de 6,5 téraélectronvolts, et cette valeur a été portée à 6,8 téraélectronvolts. selon un communiqué du CERN.
Pour référence, un seul téraélectronvolt est égal à 1 billion d’électronvolts, qui est l’énergie qu’un électron gagne lorsqu’il traverse le potentiel d’un volt.
Pour augmenter l’énergie des faisceaux de protons à un niveau aussi extrême, “les milliers d’aimants supraconducteurs, dont les champs orientent les faisceaux autour de leur trajectoire, doivent s’habituer à des courants beaucoup plus forts après une longue période d’inactivité pour LS2dit la même déclaration du CERN. La mise à jour de l’équipe sur cette mise à jour est un processus que le CERN appelle “l’entraînement magnétique” et qui se compose de quelque 12 000 tests individuels.
Avec les aimants du LHC “entraînés” et des faisceaux de protons plus puissants que jamais, le LHC pourra créer des collisions à des énergies plus élevées que jamais auparavant, élargissant les possibilités de ce que les scientifiques utilisant l’équipement mis à jour pourraient trouver.
Dans le cadre de ses mises à niveau en cours, l’équipe du LHC envisage même de mettre en place des unités de traitement graphique (GPU) pour utiliser des processeurs de calcul aussi efficaces pour le collisionneur car il analyse et traite une quantité incroyable de données.
« L’ambitieux programme de mise à niveau du LHC pose une variété de défis informatiques passionnants ; les GPU peuvent jouer un rôle important dans le soutien des approches d’apprentissage automatique pour résoudre bon nombre d’entre eux », a déclaré Enrica Porcari, responsable informatique au CERN. , dit dans un communiqué.
Après la course 3, le LHC sera à nouveau mis à niveau en 2024 pour rétrécir les faisceaux de protons des collisionneurs. Cela permettra à davantage de collisions de se produire, faisant passer le nombre de collisions de 40 en 2018 à entre 120 et 250, Un nouveau scientifique a rapporté. Ces mises à niveau collectives transformeront le LHC de façon si radicale qu’il sera rebaptisé Grand collisionneur de hadrons à haute luminosité. Le HL-LHC devrait être « en ligne » en 2028.
Envoyez un e-mail à Chelsea Gohd à [email protected] ou suivez-la sur Twitter @chelsea_gohd. Suivez-nous sur Twitter @Spacepointcom et Facebook.
“Introverti hardcore. Pionnier de la bière. Amoureux d’Internet. Analyste. Spécialiste de l’alimentation. Passionné de médias sociaux.”