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Posté par Adrien le Samedi 21/04/2018 à 00:00
Au CERN, les expériences du SPS reprennent
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 bien.) de données 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 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 ( En physique, le plasma décrit un état de la matière constitué de particules chargées (d'ions et d'électrons). Le plasma quark-gluon est un plasma qui constituerait les grandes...) de quarks et de gluons, état de la matière 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 environ 13,7 milliards d’années, ainsi que l’ensemble des modèles...).


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 (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un...) 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 l'énergie et de l'impulsion de l'un des corps au second.) hadron-hadron appelé mécanisme de Drell-Yan, afin de réaliser un test fondamental de la théorie de l'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en contact de sujets.) 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 (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...) 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 transporté par un moyen de transport donné, et qui...) positive, appelée kaon (Un kaon est une particule (K) de la famille des mésons, composé d'un quark et d'un anti-quark.), en une autre particule de charge positive, appelée pion (Le terme Pion peut désigner :), assortie d'une paire (On dit qu'un ensemble E est une paire lorsqu'il est formé de deux éléments distincts a et b, et il s'écrit alors :) neutrino-antineutrino. En début d'année, l'équipe de NA62 a rendu (Le rendu est un processus informatique calculant l'image 2D (équivalent d'une photographie) d'une scène créée dans un logiciel de...) compte du premier événement candidat pour cette désintégration. Il est prévu de faire fonctionner l'expérience cette année pendant 218 jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil...), ce qui constitue un record. Si la prédiction du Modèle standard concernant le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) 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 (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.) 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 (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) électromagnétique 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 (Le plomb est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Pb et de numéro atomique 82. Le mot et le symbole viennent du latin plumbum.), 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 mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.). Le SPS, qui alimente directement ces expériences si diverses, est donc bien plus qu'un maillon (Le maillon en language maritime est une longueur de chaîne (ligne de mouillage), qui mesure 15 brasses soit 27,50 m. L'élément de base de la chaîne est appelé maille. Les maillons sont reliés...) de la chaîne d'accélérateurs qui amène les protons au LHC.

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Source: Ana Lopes - Copyright CERN