L.H.C. (Large Hadron Collider)

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Localisation du LHC

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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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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 (pourquoi l’intensité de la gravitation est-elle si faible par rapport à celle des autres interactions ?), d’autres sont en lien avec des observations astrophysiques, telles que l’existence de la matière noire ou l’asymétrie matière-antimatière que le modèle standard n’explique pas. Il est possible de concevoir une théorie plus complète pour répondre à ces questions, mais elle reste à être vérifiée expérimentalement.

Pour étudier cet univers de l’infiniment petit et mettre en évidence ces particules, il a donc été décidé de construire un collisionneur proton-proton de très haute énergie : 7 téraélectronvolts (TeV) par faisceau, ce qui correspond à une énergie de collision de 14 TeV. Un autre paramètre important pour un collisionneur est sa luminosité qui est directement reliée au nombre de collisions proton-proton par unité de temps. Pour le LHC, il est prévu environ un milliard de collisions par seconde. Cette puissante machine pourra également produire des collisions entre noyaux de plomb afin d’étudier la matière nucléaire à l’état de plasma, telle qu’elle devait être lors de la première microseconde après le big bang. Le projet est validé en 1994 et sera construit dans le tunnel déjà existant du LEP (Large Electron-Po [...]

Localisation du LHC

Localisation du LHC

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Sur cette vue aérienne de la région de Genève, le tunnel du LHC (Large Hadron Collider), de 27 kilomètres de circonférence, est matérialisé par le cercle bleu. Les points rouges indiquent l'emplacement des quatre principaux détecteurs. Les cercles verts, de part et d'autre de l'emplacement... 

Crédits : photographies CERN

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Écrit par :

  • : directrice de recherche au CNRS, laboratoire de physique nucléaire et de hautes énergies, Paris

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Voir aussi

CERN    GRAVITATION    L.E.P.    PLASMAS    SUPERSYMÉTRIE

Pour citer l’article

Lydia ROOS, « L.H.C. (Large Hadron Collider) », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 17 octobre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/large-hadron-collider/