Large Hadron Collider - Définition
Le LHC (Large Hadron Collider, " Grand Collisionneur Hadronique ") est le prochain grand accélérateur de particules qui sera mis en opération en 2007 au CERN à la frontière franco-suisse. Une fois achevé, il sera le plus grand accélérateur du monde. Il est situé dans le tunnel de 27 km de circonférence de son prédécesseur, le collisionneur LEP (Large Electron Positron). À la différence de ce dernier, des protons (une variété de hadrons) seront accélérés pour produire des collisions, au lieu des électrons ou des positrons. Ces protons seront accélérés jusqu'à une énergie de 7 TeV (pour une énergie de collision de 14 TeV). Cinq expériences seront installées sur cet accélérateur, soit Atlas, CMS, TOTEM, LHC-b et Alice. Les deux premières étudieront la physique des particules, en particulier la recherche du boson de Higgs et des particules supersymétriques, TOTEM mesurera la section efficace totale du LHC, LHC-b étudiera la violation de la symétrie CP et Alice étudiera la physique nucléaire.
Le LHC pourra également être utilisé pour accélérer des ions lourds comme le plomb (Pb) (avec une énergie de collision de 1150 TeV).
Les physiciens espèrent répondre à plusieurs questions à l’aide de ces appareils :
- Qu'est-ce que la masse ? (Nous savons comment la mesurer, mais quelle est sa nature ?)
- Quelle est l’origine de la masse ? (Plus précisément, est-ce que le boson de Higgs existe ?)
- Pourquoi les différentes particules élémentaires ont-elles des masses différentes ? (C’est-à-dire, est-ce que les particules interagissent avec le Higgs ?)
- Nous savons qu'une énorme partie de l'énergie (masse) contenue dans l'univers n'est pas constituée de la matière telle que nous la connaissons. Qu'est-ce donc ? (Qu’est-ce que la matière noire, l’énergie noire ?)
- Est-ce que la supersymétrie (ou plus précisément, les superpartenaires) existe ? Et si oui quel est le modèle supersymétrique qui décrit la Nature (aujourd'hui plusieurs modèles s'affrontent) ?
- Est-ce que l’antimatière est une réflexion parfaite de la matière ?
- Existe-t-il d’autres dimensions cachées, comme le prédisent de nombreux modèles inspirés de la théorie des cordes, et si oui, peut-on les " voir " ?