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Posté par Michel le Mercredi 25/06/2008 à 00:00
Et bien non, le LHC n’engloutira pas l’Univers dans un trou noir…
Lors de sa 147e session, qui s’est tenue le 20 juin 2008 à Genève, le Conseil du CERN a pris connaissance des derniers avancements en vue du démarrage du Grand collisionneur de hadrons (LHC), le fleuron des installations de recherche du CERN. La mise en service du LHC, un accélérateur de 27 kilomètres de circonférence, a commencé en janvier 2007, lors du premier refroidissement de l’un des huit secteurs de la machine. À ce jour (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...), cinq secteurs ont atteint – ou presque atteint – leur température d’exploitation (1,9 degré au-dessus du zéro absolu), et les trois autres s’en approchent. Après la mise au froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.) de tous les secteurs, les derniers essais électriques seront menés à bien 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.) des premiers faisceaux, actuellement prévus pour le mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.) d'août.


Le LHC pourra parvenir à une énergie jamais atteinte à ce jour dans un accélérateur de particules. Cependant, cette énergie restera inférieure à celle que produit couramment la Nature dans les collisions de rayons cosmiques. Des études sont menées depuis de nombreuses années pour répondre aux inquiétudes sur ce que pourraient engendrer des collisions de particules à des énergies aussi élevées. À la lumière de nouvelles données expérimentales et des connaissances théoriques actuelles, le LHC Safety Assessment Group (le LSAG – le Groupe d’évaluation de la sécurité des collisions du LHC) a réactualisé l'analyse menée en 2003 par le LHC Safety Study Group (Groupe d'étude sur la sécurité du LHC), un groupe de scientifiques indépendants.

Le LSAG reprend à son compte et prolonge les conclusions du rapport de 2003: les collisions produites au LHC ne présentent aucun danger et il n’y a pas lieu de s’inquiéter. Le LHC ne fera en fait que reproduire des phénomènes qui se sont produits naturellement bien des fois depuis la naissance de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la...) et des autres corps célestes. Le Comité des directives scientifiques du CERN, un groupe de scientifiques extérieurs donnant des avis (Anderlik-Varga-Iskola-Sport (Anderlik-Varga-Ecole-Sport) fut utilisé pour désigner un projet hongrois de monoplace de sport derrière lequel se...) au Conseil du CERN, l'organe (Un organe est un ensemble de tissus concourant à la réalisation d'une fonction physiologique. Certains organes assurent simultanément plusieurs fonctions, mais dans ce cas, une...) de tutelle de l’Organisation (Une organisation est), a examiné et avalisé le rapport du LSAG.

Les principaux éléments du rapport du LSAG sont récapitulés ci-dessous. Pour davantage de détails, il convient de consulter directement le document (Dans son acception courante un document est généralement défini comme le support physique d'une information.) et les articles scientifiques spécialisés auxquels il se réfère.

Les rayons cosmiques

Le LHC, comme d’autres accélérateurs de particules, recréera dans des conditions de laboratoire maîtrisées les phénomènes naturels que sont les rayons cosmiques, ce qui permettra de les étudier plus en détail. Les rayons cosmiques sont des particules produites dans l’espace extra-atmosphérique, dont certaines atteignent des énergies très supérieures à celle du LHC. L’énergie de ces rayons et la fréquence avec laquelle ils atteignent l’atmosphère terrestre font l’objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut...) de mesures expérimentales depuis 70 ans. Au cours des derniers milliards d'années, la Nature a déjà produit sur Terre autant de collisions qu'en généreraient un million (Un million (1 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf cent quatre-vingt-dix-neuf (999 999) et qui précède un million un (1 000 001). Il vaut un millier de milliers.) d'expériences LHC, et la planète est toujours là. Les astronomes observent une multitude de corps célestes plus grands que la Terre, disséminés dans l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.), qui sont tous, eux aussi, percutés par des rayons cosmiques. Pris dans son ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble),...), l’Univers est le théâtre de plus que dix mille milliards de collisions du type LHC à chaque seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose...). La possibilité que ces collisions aient de dangereuses conséquences est incompatible avec les observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude...) des astronomes: les étoiles et les galaxies (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec ce titre elle a connu deux existences, prenant par ailleurs la suite de deux autres Galaxie, cette fois au singulier.) sont toujours là.

Les trous noirs microscopiques

Des trous noirs se forment dans la Nature lorsque certaines étoiles, beaucoup plus volumineuses que le Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine jaune, et composée...), s’effondrent sur elles-mêmes à la fin de leur vie (La vie est le nom donné :). Elles concentrent une énorme quantité de matière en un très petit espace. Les conjectures sur la création d’éventuels trous noirs microscopiques au LHC se réfèrent aux particules produites lors de collisions entre deux protons possédant chacun une énergie comparable à celle d’un moustique en plein vol. Les trous noirs de l’espace sont beaucoup plus lourds que tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) ce qui pourrait être produit au LHC.

Les propriétés bien établies de la gravité, décrites par la relativité d’Einstein, excluent que des trous noirs microscopiques puissent être produits au LHC. Quelques théories de type spéculatif prédisent toutefois la production de telles particules au LHC. Toutes ces théories prévoient que de telles particules se désintégreraient aussitôt. Ainsi, ces trous noirs n’auraient pas le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) d’amorcer l’accrétion de matière et resteraient sans effets macroscopiques.

De plus, bien que l’apparition de trous noirs microscopiques stables ne soit pas prévue théoriquement, l’étude des conséquences de leur production par des rayons cosmiques, montre leur caractère inoffensif. Les collisions qui interviendront au LHC et celles qui interviennent entre des rayons cosmiques et des corps célestes tels que la Terre diffèrent par le fait que les nouvelles particules produites lors des collisions LHC tendront à se déplacer plus lentement que celles que font naître les rayons cosmiques. Des trous noirs stables pourraient être soit chargés électriquement, soit neutres. S’ils étaient chargés, ils interagiraient avec la matière ordinaire et seraient arrêtés en traversant le globe terrestre, et cela qu’ils proviennent des rayons cosmiques ou du LHC. Le fait que la Terre existe encore exclut cette possibilité pour les rayons cosmiques et, donc, pour le LHC. Si des trous noirs microscopiques stables étaient dépourvus 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 donne lieu...) électrique, leurs interactions avec la Terre seraient très faibles. Ceux que produiraient les rayons cosmiques traverseraient le globe terrestre pour poursuivre le course (Course : Ce mot a plusieurs sens, ayant tous un rapport avec le mouvement.) dans l’espace sans occasionner aucun dommage, et ceux qui viendraient du LHC pourraient demeurer sur la Terre. De toute façon, il existe des corps célestes beaucoup plus volumineux et beaucoup plus denses que la Terre dans l’Univers. Des trous noirs produits lors de collisions de rayons cosmiques avec des corps célestes tels que des étoiles à neutrons et des naines blanches seraient arrêtés. La pérennité de ces corps denses, et de la Terre, exclut la possibilité que le LHC puisse produire des trous noirs dangereux.

Les « strangelets »

On appelle « strangelet » un hypothétique bloc microscopique de « matière étrange », contenant à parts presque égales les particules appelées quarks up, down et étranges. D’après la plupart des travaux théoriques, la matière étrange devrait se muer en matière ordinaire en l’espace d’un millième de millionième de seconde. Mais les strangelets pourraient-il se combiner avec de la matière ordinaire pour la transformer en matière étrange ? La question a été posée pour la première fois avant le lancement du Collisionneur (Un collisionneur est un type d'accélérateur de particules mettant en jeu des faisceaux dirigés de particules élémentaires.) d’ions lourds relativistes (RHIC), en l’an 2000 aux États-Unis. Une étude menée à l’époque a établi qu’il n’y avait pas lieu de s’inquiéter et le RHIC fonctionne maintenant depuis huit ans sans qu’aucun strangelet ait été déniché. Le LHC accélérera parfois des faisceaux de noyaux lourds, tout comme le RHIC. Les faisceaux du LHC seront dotés de davantage d’énergie, mais cela ne fera que diminuer les probabilités de voir se former des strangelets. Aux hautes températures produites par ces collisionneurs, l’accrétion de matière étrange est plus difficile, tout comme de la glace (La glace est de l'eau à l'état solide.) ne se forme pas dans de l’eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) chaude. De plus, les quarks seront plus dilués au LHC qu’au RHIC, ce qui rend l'accrétion de matière étrange plus difficile. Ainsi, les strangelets risquent moins d’être produits au LHC qu’au RHIC et l’expérience acquise au RHIC a déjà confirmé que les strangelets ne pouvaient pas être produits.

Les bulles de vide

Selon certaines conjectures, l`Univers ne se trouverait pas dans sa configuration la plus stable et des perturbations causées par le LHC pourraient le faire basculer dans un état plus stable, appelé « bulle de vide » où nous ne pourrions pas exister. Si le LHC peut produire cet effet, les rayons cosmiques le peuvent aussi. Comme aucune de ces bulles de vide n’a été produite dans l’univers visible, elles ne seront pas produites au LHC.

Les monopôles magnétiques

Les monopôles magnétiques sont des particules hypothétiques possédant une charge magnétique unique, soit nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.), soit sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.). Selon certaines théories, s’ils existaient, les monopôles magnétiques pourraient entraîner la désintégration des protons. Selon ces mêmes théories, ces monopôles seraient toutefois trop lourds pour être produits au LHC. Par ailleurs, si les monopôles magnétiques étaient suffisamment légers pour apparaître au LHC, les rayons cosmiques qui viennent heurter l’atmosphère terrestre en produiraient déjà et la Terre ferait très efficacement obstacle à leur course et les piégerait. Le fait que la Terre et d’autres corps célestes continuent d’exister exclut donc la possibilité que de dangereux monopôles magnétiques mangeurs de protons puissent être assez légers pour être produits au LHC.

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Source et illustration: © CERN