L.H.C. (Large Hadron Collider)

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Localisation du LHC

Localisation du LHC
Crédits : photographies CERN

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Détection du boson de Higgs

Détection du boson de Higgs
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Désintégration d’un méson Bs en une paire de muons

Désintégration d’un méson Bs en une paire de muons
Crédits : LHCb/ CERN

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Le LHC (Large Hadron Collider) ou grand collisionneur de hadrons est l’accélérateur de particules le plus puissant au monde. Il est situé dans un tunnel circulaire de 27 kilomètres de circonférence à une centaine de mètres sous terre, près de Genève, à la frontière franco-suisse. Il a pour fonction d’accélérer essentiellement des protons (éléments de la famille des hadrons, qui constituent avec les neutrons les noyaux des atomes) et de provoquer des collisions. Deux faisceaux de protons circulent ainsi en sens inverse sur des trajectoires séparées, à une vitesse proche de celle de la lumière, et sont guidés pour s’entrechoquer en quatre points spécifiques de l’anneau où sont installés des détecteurs qui enregistrent les particules produites dans les collisions.

La première collecte de données, de 2010 à 2012, a été couronnée par la découverte du boson de Higgs, grâce à deux de ces détecteurs, ATLAS et CMS. Dès l’année suivante, le prix Nobel de physique a été attribué à François Englert et Peter Higgs, deux des théoriciens à avoir prédit l’existence de cette particule en 1964, soit près de cinquante ans auparavant. La seconde collecte de données, de 2015 à 2018, à des énergies encore plus élevées, pourrait apporter son lot de surprises.

Naissance et objectifs du LHC

Le projet de l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire – le Cern – de construire un collisionneur de hadrons est évoqué dès les années 1980. Le principal objectif est de découvrir et étudier le boson de Higgs, particule prédite par le modèle standard, cadre théorique de la physique des particules. En outre, le LHC doit permettre d’explorer les extensions théoriques de ce modèle, telles que la supersymétrie, en recherchant de nouvelles particules prédites par ces théories. En effet, malgré ses succès à décrire les particules élémentaires et leurs interactions, le modèle standard présente des faiblesses. Certaines relèvent de concepts théoriques complexes comme le problème de la hiérarchie

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HIGGS BOSON DE

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  • Bernard PIRE
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Dans le chapitre « Le L.H.C. et ses détecteurs »  : […] Le L.H.C. (Large Hadron Collider, grand collisionneur hadronique) est un collisionneur de protons qui utilise la chaîne de pré-accélération de faisceaux et le tunnel du précédent collisionneur (L.E.P.) du Cern. L'énergie maximale prévue est de 7 téra-électronvolts (1012 eV) par faisceau avec une luminosité de dix à cent fois […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/boson-de-higgs/#i_21599

NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Faisceaux d'ions lourds

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Dans le chapitre «  Les faisceaux d'ions ultrarelativistes »  : […] résultats dont l'interprétation reste difficile. L'injection de noyaux de plomb dans le nouveau grand collisionneur européen (le L.H.C. du Cern) devrait permettre dès 2009 d'observer des collisions encore plus violentes, puisque l'énergie de chaque faisceau devrait dépasser les 500 TeV. La maîtrise de ces faisceaux d'ions lourds ultrarelativistes […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/nucleaire-physique-faisceaux-d-ions-lourds/#i_21599

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Caractères généraux

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Dans le chapitre « Les accélérateurs »  : […] de plein fouet. On y distingue enfin le L.E.P. (Large Electron Positron Collider) et le L.H.C. qui le remplace depuis 2008, le plus grand accélérateur actuel du monde, avec ses 27 kilomètres de circonférence. Le S.P.S., le L.E.P. et le L.H.C. circulent sous terre dans des tunnels creusés dans une roche dure et stable sous-jacente. Ils. ont permis […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-caracteres-generaux/#i_21599

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Dans le chapitre «  La nécessité d’énergie croissante »  : […] machine de 20 + 20 TeV et de 87 km de circonférence, a été abandonné en 1993 à cause de son coût excessif et de choix techniques hasardeux. Ne subsiste aujourd'hui que le projet européen L.H.C. (cf. encadré « Le L.H.C. »), plus modeste, conçu pour être installé dans le tunnel circulaire long de 27 km ayant auparavant abrité le collisionneur L.E.P […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-accelerateurs-de-particules/#i_21599

PRIX NOBEL DE PHYSIQUE 2013

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
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ce boson de spin nul, généralement appelé « boson de Higgs », a été annoncée en 2012 par les expériences ATLAS et CMS auprès du L.H.C. (Large Hadron Collider, grand collisionneur hadronique) du Cern près de Genève. Cette confirmation expérimentale rend vraisemblable la proposition théorique de Brout, Englert et Higgs, mais de nombreuses […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/prix-nobel-de-physique-2013/#i_21599

Voir aussi

Pour citer l’article

Lydia ROOS, « L.H.C. (Large Hadron Collider) », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le . URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/large-hadron-collider/