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Posté par Adrien le Jeudi 04/02/2016 à 00:00
Première année de prise de données à haute énergie pour MoEDAL
MoEDAL, expérience LHC conçue pour la recherche d'avatars fortement ionisants révélateurs d'une nouvelle physique, par exemple des monopôles magnétiques ou des particules chargées pseudo-stables massives, a enregistré des données sur des collisions proton-proton et plomb-plomb à haute 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.). La collaboration MoEDAL se distingue notamment par sa composition; elle compte en effet un institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for...) d'enseignement (L'enseignement (du latin "insignis", remarquable, marqué d'un signe, distingué) est une pratique d'éducation visant à développer les connaissances d'un élève par le biais de communication...) secondaire parmi ses membres.


Représentation du détecteur MoEDAL dans la caverne de LHCb. (Photo: MoEDAL Collaboration.)
Le programme de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la connaissance de la...) de MoEDAL consiste en l'étude de plus de 34scénarios susceptibles d'ouvrir des perspectives potentiellement révolutionnaires sur des questions fondamentales, par exemple: y a-t-il des 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,...) supplémentaires ou de nouvelles symétries ? D'où vient le mécanisme à l'origine de la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du...) ? La 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 bénéfice non pécuniaire pour être transporté.) magnétique existe-t-elle ? Quelle est la nature de la matière noire (En astrophysique, la matière noire (ou matière sombre) désigne la matière apparemment indétectable, invoquée pour rendre compte d'effets inattendus,...) ? Que s'est-il passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble des configurations successives du monde et s'oppose au futur sur une échelle des temps...) au moment du Big Bang (Le Big Bang est l’époque dense et chaude qu’a connu l’univers il y a environ 13,7 milliards d’années, ainsi que l’ensemble des modèles cosmologiques qui la décrivent, sans que cela...) ?

MoEDAL utilise plusieurs méthodologies non conventionnelles, spécialement adaptées pour permettre la découverte d'une nouvelle physique. MoEDAL, dispositif en grande partie passif situé au point (Graphie) 8 du LHC, a deux fonctions. D'une part, il fonctionne comme un gigantesque appareil photo composé de détecteurs de traces (TRACES (TRAde Control and Expert System) est un réseau vétérinaire sanitaire de certification et de notification basé sur internet...) nucléaires sensibles uniquement à une nouvelle physique, qui sont analysés en différé par des microscopes à balayage ultra-rapide. D'autre part, il a la capacité exceptionnelle de piéger des particules fortement ionisantes, messagères d'une physique au-delà du Modèle standard (par exemple le monopôle magnétique), en vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) de recherches ultérieures. Enfin, le niveau de rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.) de l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux...) de MoEDAL est surveillé par un système de détecteur à pixels TimePix en temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) réel à la pointe de la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :).


Vue de l'expérience MoEDAL, installée au point 8 du LHC.(Photo: collaborationMoEDAL)
Le détecteur MoEDAL complet a été installé pendant l'hiver (L'hiver est une des quatre saisons des zones tempérées.) 2014, et il a officiellement commencé à enregistrer des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) au printemps (Le printemps (du latin primus, premier, et tempus, temps, cette saison marquant autrefois le début de l'année) est l'une des quatre saisons des zones...) 2015. "Tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en mettant la dernière main (La main est l’organe préhensile effecteur situé à l’extrémité de l’avant-bras et relié à ce dernier par le poignet. C'est un organe destiné à saisir et manipuler des objets. Chez...) à l'installation de nos détecteurs, nous analysons les premières données de 2012, enregistrées par des détecteurs d'essai, qui ont été exposés à des collisions proton-proton et à des collisions d'ions lourds, explique James Pinfold, physicien (Un physicien est un scientifique qui étudie le champ de la physique, c'est-à-dire la science analysant les constituants fondamentaux de l'univers et les forces qui les relient. Le mot physicien...) de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa...) d'Alberta et porte-parole de la collaboration MoEDAL. La rédaction de notre premier article sur nos résultats de physique, qui se fondent sur des données enregistrées par un prototype de station de piégeage déployé pour des collisions d'une énergie de 8TeV dans le centre de masse, touche à sa fin. Nous disposons à présent d'une première année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.) de données enregistrées avec des collisions proton-proton à 13TeV et des collisions plomb-plomb, et nous attendons avec impatience le redémarrage du LHC en mars."


Des membres de l'expérience MoEDAL présents à l'exposition d'été de la Société royale, "de service" lors de la première soirée. De gauche à droite: Arttu Rajantie (Imperial College, Londres), Edward Gillman (Imperial College, Londres), Mairi Sakellariadou (King's College, Londres), James Pinfold (Université d'Alberta), Anna Evans (École Simon Langton), Caitlin Cooke (École Simon Langton) et Becky Parker (École Simon Langton).(Photo: collaboration MoEDAL)
La sensibilité de MoEDAL vient compléter celle des autres détecteurs du LHC; elle permet d'étendre le potentiel de découvertes du LHC, grâce à l'utilisation de détecteurs qui ne sont sensibles à aucune des particules du Modèle standard et qui ne réagissent pas au bruit de fond (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son. C'est-à-dire vibration de l'air pouvant donner lieu à la création d'une sensation auditive.) ni aux faux signaux. Surtout, MoEDAL est le premier détecteur installé sur un collisionneur (Un collisionneur est un type d'accélérateur de particules mettant en jeu des faisceaux dirigés de particules élémentaires.) capable de fournir un enregistrement permanent d'une éventuelle nouvelle physique qui puisse être examiné à maintes reprises.

La collaboration MoEDAL a vu sa taille tripler depuis son approbation finale en 2010, et elle réunit à présent 66 groupes de physiciens de plus de 20instituts, sur quatre continents. En plus d'instituts de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche...) et d'universités bien établis, la collaboration peut également compter sur la contribution exceptionnelle d'une vingtaine d'élèves de la Simon Langton GrammarSchool, au Royaume-Uni. "Les élèves de l'école Langton sont connus pour leur maîtrise (La maîtrise est un grade ou un diplôme universitaire correspondant au grade ou titre de « maître ». Il existe dans plusieurs pays et correspond...) du détecteur TimePix, qui est l'un des détecteurs clés de notre appareil", confirme James Pinfold.

En 2015, la Société royale de Londres (Londres (en anglais : London - /?l?nd?n/) est la capitale ainsi que la plus grande ville d'Angleterre et du Royaume-Uni. Fondée il y a plus de 2 000 ans par les Romains, la ville est aujourd'hui devenue un centre culturel,...) a choisi l'expérience MoEDAL du CERN et sa "quête de monopôles" pour participer à son exposition Summer Science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient pour vrai au sens large. L'ensemble de...)."Les visiteurs ont participé à un grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) d'activités, raconte James Pinfold.Ils ont pu imaginer leur propre détecteur de monopôles, participer au projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et...) Citizen Science en cherchant en direct des traces de monopôles dans les détecteurs en plastique exposés, et tester les volumes de piégeage de MoEDAL pour déceler d'éventuels monopôles capturés. De plus, grâce à une application développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de courbure. On peut aussi la décrire comme l'enveloppe de la famille des droites normales...) par les élèves de l'école Langton, ils ont pu visualiser un monopôle de Dirac et étudier la radioactivité (La radioactivité, phénomène qui fut découvert en 1896 par Henri Becquerel sur l'uranium et très vite confirmé par Marie...) avec leurs téléphones portables en utilisant une puce TimePix de MoEDAL." Une expérience vraiment inoubliable pour les milliers de visiteurs de l'exposition !

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Source: CERN Bulletin - Copyright CERN