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Posté par Adrien le Mardi 11/07/2017 à 00:00
Mais où vont donc tous les protons ?
Pendant que le Grand collisionneur de hadrons (LHC) prend une pause technique, les particules poursuivent leur course folle dans les autres accélérateurs. La chaîne de quatre accélérateurs qui alimente le LHC fournit en effet des particules à plusieurs zones d'expérimentation (L'expérimentation est une méthode scientifique qui consiste à tester par des expériences répétées la validité d'une hypothèse et à obtenir des données quantitatives permettant de l'affiner. Elle est pratiquée par...), comptant une myriade d'expériences.


Distribution des protons par le complexe d'accélérateurs aux différentes zones d'expérimentation du CERN. (Image: Daniel Dominguez/CERN)

D'ailleurs, même lorsque le LHC fonctionne, les autres zones d'expérimentation consomment quasiment toutes les particules, comme le montre ce diagramme (Un diagramme est une représentation visuelle simplifiée et structurée des concepts, des idées, des constructions, des relations, des données statistiques, de l'anatomie etc. employé dans...). Le grand collisionneur (Un collisionneur est un type d'accélérateur de particules mettant en jeu des faisceaux dirigés de particules élémentaires.) utilise moins de 0,1% des protons préparés par le complexe d'accélérateurs. La raison principale est que le LHC est un anneau de stockage : les faisceaux restent dans la boucle des heures (L'heure est une unité de mesure  :) durant, produisant des collisions à chaque révolution. Ce n'est pas le cas des autres machines du CERN qui envoient des faisceaux sur des cibles fixes, opération qu'il faut renouveler pour chaque prise de 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.).

Tous les protons commencent leur voyage (Un voyage est un déplacement effectué vers un point plus ou moins éloigné dans un but personnel (tourisme) ou professionnel (affaires). Le voyage s'est considérablement développé et démocratisé, au cours du XXe siècle avec...) dans l'accélérateur linéaire Linac 2, puis sont propulsés à un tiers de la vitesse de la lumière (La vitesse de la lumière dans le vide, notée c (pour « célérité », la lumière se manifestant macroscopiquement comme un phénomène ondulatoire), est une constante...) dans le Booster (Le nom de booster (ou propulseur d'appoint) est donné au moteur-fusée qui est attaché aux navettes spatiales américaines.[1] Par généralisation, le terme peut s'employer pour tous...) du Synchotron à protons (PSB). À partir de là, les routes se séparent.

Plus de la moitié des protons sont envoyés vers ISOLDE, l'installation de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances...) en physique nucléaire (La physique nucléaire est la description et l'étude du principal constituant de l'atome : le noyau atomique. On peut distinguer :). ISOLDE alimente plusieurs zones d'expérimentation qui accueillent chaque 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 nombreuses expériences dans des domaines allant de la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et...) fondamentale (En musique, le mot fondamentale peut renvoyer à plusieurs sens.) à la science des matériaux (La science des matériaux regroupe les domaines qui étudient la matière qui constitue les objets. Cela va des roches (en géologie) aux métaux en passant par les matériaux de construction (génie civil), les polymères (plastiques,...), en passant par la production d'isotopes pour la médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps humain (anatomie), son fonctionnement normal (physiologie), et...). L'an 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 centrée sur le présent....) ISOLDE a ainsi fourni (Les Foúrnoi Korséon (Grec: Φούρνοι Κορσέων)...) des particules à 46 expériences.


Le Supersynchrotron à protons (SPS) est le dernier maillon de la chaîne (Le mot chaîne peut avoir plusieurs significations :) des accélérateurs avant le LHC. Il alimente également la zone d'expérimentation Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) où se trouvent plusieurs expériences et un hall de test pour de futurs (Futurs est une collection de science-fiction des Éditions de l'Aurore.) équipements. (Image: Piotr Traczyk/CERN)

Le reste des particules issues Booster du PS rejoint le Synchrotron à protons (PS) qui nourrit trois autres zones d'expérimentation: l'installation spécialisée dans l'étude de l'antimatière (L'antimatière est l'ensemble des antiparticules des particules composant la matière classique — celle dont est faite la Terre. Le préfixe « anti- » signifie que...) (Décélérateur d'antiprotons - AD), la zone d'expérimentation Est, qui compte notamment l'expérience CLOUD sur l'étude de la formation des nuages, et enfin n_TOF, une autre installation de physique nucléaire (Le terme d'énergie nucléaire recouvre deux sens selon le contexte :).

Le PS transmet une petite partie de ses protons au Supersynchroton à protons (SPS) qui en envoie la plupart vers la zone d'expérimentation Nord. Plusieurs expériences à cibles fixes telles que COMPASS ou NA62 y prennent des données. C'est ainsi qu'au final le LHC ne reçoit qu'une infime partie des particules.

En 2016, le complexe d'accélérateurs du CERN a accéléré 134 milliards de milliards de protons (1,34 x 10^20). Ce nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) paraît gigantesque, mais il correspond en réalité à une toute petite quantité de matière (La quantité de matière est une grandeur de comptage d'entités chimiques ou physiques élémentaires. L'unité qui lui correspond est la mole.), équivalent à peu près au nombre de protons dans un grain (En météorologie maritime: Un grain est un vent violent et de peu de durée qui s'élève soudainement et qui est généralement accompagné de précipitations. Il se produit...) de sable (Le sable, ou arène, est une roche sédimentaire meuble, constituée de petites particules provenant de la désagrégation...). Les protons sont tellement minuscules que cela suffit à alimenter toutes les expériences.

Le LHC sera remis en marche (La marche (le pléonasme marche à pied est également souvent utilisé) est un mode de locomotion naturel. Il consiste en un déplacement en...) ce soir. Après un week-end de réglages, la collecte de données pour la physique devrait reprendre lundi.

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Source: Corinne Pralavorio - Copyright CERN