Au CERN, les expériences du SPS reprennent

Publié par Adrien le 21/04/2018 à 00:00
Source: Ana Lopes - Copyright CERN
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Au CERN, le printemps est généralement la saison où reprennent les expériences. Alors que toute l'attention se porte sur le redémarrage du LHC et de ses expériences, le programme de recherche mené auprès du Supersynchrotron à protons (SPS), le plus grand accélérateur du CERN après le LHC, n'est pas en reste. C'est ce mois-ci que reprend l'acquisition (En général l'acquisition est l'action qui consiste à obtenir une information ou à acquérir un...) de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) pour toute une série d'expériences alimentées par les faisceaux de particules issus du SPS. Ces expériences constituent une part essentielle du programme d'expérimentation (L'expérimentation est une méthode scientifique qui consiste à tester par des expériences...) du CERN ; elles se consacrent à des domaines variés, qu'il s'agisse de tests de précision du Modèle standard ou d'études du plasma de quarks et de gluons, état de la matière (Bien que le concept de phase soit simple, il est difficile de le définir précisément. Une bonne...) qu'on suppose avoir existé immédiatement après le Big Bang (Le Big Bang est l’époque dense et chaude qu’a connu l’univers il y a...).


Le Supersynchrotron à protons (SPS), le plus grand accélérateur du CERN après le LHC. (Image : Julien Ordan/CERN)

Le 9 avril, l'acquisition de données a repris pour trois expériences du SPS : NA58/COMPASS,  NA62, et NA63. NA58 envoie plusieurs types de particules sur différentes cibles fixes dans le but d'étudier comment certaines particules élémentaires, les quarks et les gluons, se combinent pour constituer des protons, des neutrons et d'autres hadrons. Cette année, l'expérience envoie sur une cible de protons des paires quarks-antiquarks appelés " pions ", le but étant de recueillir le plus grand ensemble (Bien qu'ils échappent à une définition unique, les grands ensembles sont typiquement...) de données au niveau mondial concernant un processus de collision (Une collision est un choc direct entre deux objets. Un tel impact transmet une partie de...) hadron-hadron appelé mécanisme de Drell-Yan, afin de réaliser un test fondamental de la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer,...) de l'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein...) forte entre quarks et gluons.

NA62, autre expérience à cible fixe, s'efforce de réaliser un test de précision du Modèle standard par la recherche d'une désintégration ultra-rare, à savoir celle d'une particule de charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement...) positive, appelée kaon, en une autre particule de charge positive, appelée pion, assortie d'une paire neutrino-antineutrino. En début d'année, l'équipe de NA62 a rendu compte du premier événement candidat pour cette désintégration. Il est prévu de faire fonctionner l'expérience cette année pendant 218 jours, ce qui constitue un record. Si la prédiction du Modèle standard concernant le nombre d'événements est correcte, NA62 devrait voir environ 20 événements pertinents parmi les événements qui seront recueillis d'ici la fin de l'année.

L'expérience NA63 envoie quant à elle des faisceaux d'électrons ou de positons sur diverses cibles fixes, parmi lesquelles des diamants de grande taille, afin d'étudier les processus de rayonnement dans des champs électromagnétiques intenses, à l'image de ceux qui prévalent dans des objets astrophysiques tels que les étoiles à neutrons fortement magnétisées. L'expérience compte réaliser cette année une mesure de la réaction au rayonnement, c'est-à-dire de l'effet du champ électromagnétique (Un champ électromagnétique est la représentation dans l'espace de la force...) émis par une particule chargée accélérée sur le mouvement de ladite particule. Les caractéristiques précises de cet effet restent discutées, alors même que le phénomène est connu depuis plus de cent ans.

L'expérience NA61/SHINE, autre expérience auprès du SPS, doit reprendre l'acquisition de données le 25 avril. NA61 étudie la production d'hadrons au moyen de collisions entre plusieurs types d'hadrons ou de noyaux et différentes cibles nucléaires. Au programme de cette année figurent notamment des mesures d'hadrons lourds avec des quarks de type charmé produits dans des collisions entre noyaux de plomb, et des mesures de la fragmentation de noyaux légers. Les premières de ces mesures sont utiles pour l'étude du plasma quarks-gluons, et les secondes pour mieux comprendre la propagation des rayons cosmiques dans la Voie lactée.

Ce ne sont pas là les seules expériences qui utilisent des faisceaux en provenance du SPS. Les expériences NA64 et AWAKE vont toutes deux commencer l'acquisition de données dans les prochains mois. Le SPS, qui alimente directement ces expériences si diverses, est donc bien plus qu'un maillon de la chaîne (Le mot chaîne peut avoir plusieurs significations :) d'accélérateurs qui amène les protons au LHC.
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