Accélérateur de particules - Définition et Explications

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Les échecs ou les projets abandonnés

ISABELLE (Intersting Storage Accelerator + Belle)

Anneau de stockage et collisionneur proton-proton qui devait être opérationnel au Laboratoire national de Brookhaven (BNL). Les travaux ont commencé en 1978 mais en 1981 les aimants supraconducteurs ne se sont pas montrés aussi puissants qu'il aurait fallu. C'est le retard de la mise au point (Graphie) de ces aimants à supraconducteurs qui ont amené la faillite du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et...). La découverte en 1983 des bosons W et Z° au CERN a diminué ensuite l'attrait du projet ISABELLE (en). Le projet est abandonné en juillet 1983 par le département de l'Énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.).

Le Super Collisionneur (Un collisionneur est un type d'accélérateur de particules mettant en jeu des faisceaux dirigés de particules élémentaires.) Supraconducteur SSC

D'une circonférence de 87 kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en 1/299 792 458 seconde.) sur une aire de Waxahachie au Texas ce collisionneur de hadrons, surnommé Desertron, devait transporter des faisceaux de 20 TeV pour contribuer à la mise en évidence du Boson de Higgs (Le boson de Higgs est une particule élémentaire dont l'existence a été proposée en 1964 par Gerry Guralnik, C.R. Hagen, et Tom Kibble; Robert Brout et François Englert (et nommé...). La construction a commencé en 1991 et 23,5 kilomètres de tunnel (Un tunnel est une galerie souterraine livrant passage à une voie de communication (chemin de fer, canal, route, chemin piétonnier). Sont apparentés aux tunnels...) étaient creusés fin 1993. Le Congrès américain décida d'abandonner le projet en 1993 en raison du coût prohibitif de la réalisation et peut-être de l'effondrement de l'Union soviétique. Le site est actuellement inoccupé.

Cet abandon laisse son concurrent européen, le Large Hadron Collider (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...), seul en course (Course : Ce mot a plusieurs sens, ayant tous un rapport avec le mouvement.) pour relever le défi de la confirmation expérimentale ( En art, il s'agit d'approches de création basées sur une remise en question des dogmes dominants tant sur le plan formel, esthétique, que sur le plan culturel et politique. En science, il s'agit...) de l'existence du boson (Les bosons représentent une classe de particules qui possèdent des propriétés de symétrie particulières lors de...) de Higgs.

Le Vivitron de l'IReS

Les principes et le design (Le design (la stylique en français) est un domaine visant à la création d'objets, d'environnements ou d'œuvres graphiques, à la fois fonctionnels, esthétiques et conformes aux impératifs d'une production...) du Vivitron ont été inventés par Michel Letournel vers 1975, après différents développements originaux menés à son initiative sur les accélérateurs Van de Graaff Tandem les plus performants au sein du Centre de recherches nucléaires de Strasbourg.

Le Centre de recherches nucléaires de Strasbourg avait une expérience solide en matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La...) d'accélérateurs électrostatiques de diverses énergies. Le dernier acquis, au début des années 1970, était un Van de Graaff Tandem dont la tension (La tension est une force d'extension.) maximale avait été portée à 16 millions de volts. L'idée de base, une meilleure distribution du champ électrique grâce à des électrodes disposées judicieusement, fut incorporée dans le projet d'un accélérateur électrostatique (L'électrostatique traite des charges électriques immobiles et des forces qu'elles exercent entre elles, c’est-à-dire de leurs interactions.), le Vivitron, d'une tension maximale de 35 millions de volts, en principe.

Les prouesses techniques étaient prometteuses, les dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou...) impressionnantes : longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme...) de « tank » de 50 mètres, diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la...) au centre du tank 8,50 mètres, 60 tonnes de SF6. Donc la courroie de charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un...) avait une longueur de 100 mètres et allait d'un bout à l'autre du tank. Ce Van de Graaff tandem différait des plus grandes machines de ce type par sa structure mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission, pistons, ...), bref, de tout ce qui produit ou...) interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet...), réalisée à partir de longerons horizontaux de grande longueur en composite époxy-fibre de verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile (cassant) et transparent au rayonnement visible. Le plus souvent, le verre est constitué d’oxyde de...) et de plots radiaux en époxy chargée d'alumine. La distribution uniforme du champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) électrique était obtenue par un système de 7 portiques équipés chacun de 7 électrodes discrètes. Les études ont commencé en 1983, le montage entre 1990 et 1993. En 1996, le fonctionnement était fiable à 18 MV. Le cahier des charges (Un cahier des charges est un document visant à définir exhaustivement les spécifications de base d'un produit ou d'un service à réaliser. Outre les spécifications de base, il décrit ses modalités d'exécution. Il définit aussi les...) n'a pas été rempli, la tension maximale atteinte a été de 25 millions de volts (comme dans les projets similaires aux États-Unis et en Grande-Bretagne). L'exploitation du Vivitron a pris fin en 2003.

Bibliographie

  • Patrick Janot, « Des géants pour traquer l'infiniment petit », Pour la Science, n°361, novembre 2007, p. 98-104
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