PLASMA DE QUARKS ET DE GLUONS

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LES EXPÉRIENCES

Dès 1986, à Genève, les physiciens du Cern entreprenaient une première exploration de ce domaine en accélérant dans leur grand synchrotron des ions d'oxygène, puis de soufre, jusqu'à des énergies de quelques téraélectronvolts (téra signifie 1012). La nouveauté technique résidait dans l'utilisation d'une source de noyaux complètement ionisés, conçue principalement à l'institut des sciences nucléaires de Grenoble. Plusieurs groupes de recherche modifièrent des dispositifs de détection existants et accumulèrent des données expérimentales dont l'interprétation se révéla fort délicate.

L'accélération de noyaux de plomb (contenant chacun quelque deux cents protons et neutrons), dans ce même synchrotron du Cern à partir de la fin 1994, a permis d'atteindre des densités d'énergie bien supérieures. Plusieurs dispositifs expérimentaux ont permis de recueillir un lot de données significatives. La difficulté est d'extraire d'une production multiple de particules un signal clair de l'émergence d'une nouvelle physique. La collaboration NA50 (une centaine de physiciens venant de six laboratoires français – École polytechnique, laboratoire d'Annecy, universités d'Orsay, de Lyon, de Clermont-Ferrand et de Strasbourg – et de centres de recherches arménien, italien, portugais, roumain et russe) s'est attachée quant à elle à étudier le taux d'apparition des mésons J/Ψ, en s'aidant du canal de désintégration caractéristique de ces particules en une paire muon-antimuon. On reconnaît que cette paire provient d'un J/Ψ lorsque sa masse effective est égale à celle du J/Ψ, soit quelque trois fois celle du proton. L'ensemble de détection utilisé est principalement constitué d'un absorbeur qui élimine à peu près toutes les particules produites à l'exception des muons, d'un aimant courbant les trajectoires de ces derniers et de détecteurs électroniques signant leurs passages. Deux calorimètres permettent en outre d'estimer l'énergie totale libérée lors de la réaction et donc la violence de la collision. Une anticorrélation très marquée entr [...]


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Écrit par :

  • : directeur de recherche émérite au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau

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Pour citer l’article

Bernard PIRE, « PLASMA DE QUARKS ET DE GLUONS », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 21 mai 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/plasma-de-quarks-et-de-gluons/