Mardi, les physiciens du centre de recherche du CERN sont entrés en collision avec des particules subatomiques dans le Grand collisionneur de hadrons à la vitesse la plus élevée jamais atteinte. «Beaucoup de gens ont attendu longtemps ce moment, mais leur patience et leur dévouement commencent à porter leurs fruits.» Déjà, les instruments du LHC ont enregistré des milliers d'événements, et au moment où nous écrivons, le LHC a eu plus d'une heure de faisceaux stables et en collision.
Il s'agit d'une tentative de créer des mini-versions du Big Bang qui ont conduit à la naissance de l'univers il y a 13,7 milliards d'années, offrant de nouvelles perspectives sur la nature et l'évolution de la matière dans l'Univers primitif.
Les faisceaux sont entrés en collision à 7 TeV dans le LHC à 13 h 06 CEST. Il s'agit du premier long terme à une énergie trois fois et demie plus élevée que celle précédemment atteinte à un accélérateur de particules.
«Avec ces énergies de collision record, les expériences du LHC sont propulsées dans une vaste région à explorer, et la chasse à la matière noire, aux nouvelles forces, aux nouvelles dimensions et au boson de Higgs commence», a déclaré Fabiola Gianotti, porte-parole de la collaboration ATLAS CERN. «Le fait que les expériences aient déjà publié des articles sur la base des données de l’année dernière est de très bon augure pour cette première course de physique.»
Les scientifiques disent que les premiers résultats de ce taux élevé de collisions pourraient être publiés dans quelques mois, plus probablement d'ici la fin de 2010.
«Nous avons tous été impressionnés par la performance du LHC jusqu'à présent», a déclaré Guido Tonelli, porte-parole de l'expérience CMS, «et il est particulièrement gratifiant de voir à quel point nos détecteurs de particules fonctionnent bien alors que nos équipes de physique du monde entier analysent déjà Les données. Nous aborderons bientôt quelques-unes des énigmes majeures de la physique moderne comme l'origine de la masse, la grande unification des forces et la présence d'une matière noire abondante dans l'univers. Je m'attends à des moments très excitants devant nous. »
Le CERN dirigera le LHC pendant 18 à 24 mois dans le but de fournir suffisamment de données aux expériences pour faire des progrès significatifs sur un large éventail de canaux physiques. Dès qu'ils auront «redécouvert» les particules connues du modèle standard, précurseur nécessaire à la recherche d'une nouvelle physique, les expériences du LHC commenceront la recherche systématique du boson de Higgs. Avec la quantité de données attendue, appelée un femtobarn inverse par les physiciens, l'analyse combinée d'ATLAS et de CMS pourra explorer une large gamme de masse, et il y a même une chance de découverte si le Higgs a une masse proche de 160 GeV. S'il est beaucoup plus léger ou très lourd, il sera plus difficile à trouver dans cette première course du LHC.
Pour la supersymétrie, ATLAS et CMS disposeront chacun de suffisamment de données pour doubler la sensibilité d'aujourd'hui à certaines nouvelles découvertes. Les expériences d'aujourd'hui sont sensibles à certaines particules supersymétriques avec des masses allant jusqu'à 400 GeV. Un femtobarn inverse au LHC pousse la plage de découverte jusqu'à 800 GeV.
"Le LHC a une réelle chance au cours des deux prochaines années de découvrir des particules supersymétriques", a expliqué Heuer, "et peut-être donner un aperçu de la composition d'environ un quart de l'Univers."
Même à l’extrémité la plus exotique du spectre de découverte potentiel du LHC, cette analyse du LHC étendra la portée actuelle d’un facteur deux. Les expériences du LHC seront sensibles aux nouvelles particules massives indiquant la présence de dimensions supplémentaires jusqu'à des masses de 2 TeV, où la portée actuelle est d'environ 1 TeV.
À la suite de cette opération, le LHC sera arrêté pour des opérations de maintenance de routine et pour achever les travaux de réparation et de consolidation nécessaires pour atteindre l'énergie de conception du LHC de 14 TeV après l'incident du 19 septembre 2008. Traditionnellement, le CERN a utilisé ses accélérateurs sur un cycle annuel, fonctionne pendant sept à huit mois avec un arrêt de quatre à cinq mois chaque année. Etant une machine cryogénique fonctionnant à très basse température, le LHC met environ un mois pour atteindre la température ambiante et un autre mois pour se refroidir. Un arrêt de quatre mois dans le cadre d'un cycle annuel n'ayant plus de sens pour une telle machine, le CERN a décidé de passer à un cycle plus long avec des périodes de fonctionnement plus longues accompagnées de périodes d'arrêt plus longues si nécessaire.
«Deux ans de fonctionnement continu représentent une tâche de taille tant pour les opérateurs du LHC que pour les expériences, mais cela en vaudra la peine», a déclaré Heuer. "En commençant par un long terme et en concentrant les préparatifs pour 14 collisions TeV en un seul arrêt, nous augmentons le temps de fonctionnement global au cours des trois prochaines années, rattrapant le temps perdu et donnant aux expériences la chance de faire leur marque."
Source: CERN
