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Posté par Adrien le Mardi 24/05/2011 à 00:00
Les expériences LHC présentent de nouveaux résultats
Les trois expériences LHC qui étudient les collisions d'ions plomb ont présenté aujourd'hui leurs tout derniers résultats à l'occasion de la conférence annuelle Quark Matter, organisée cette année à Annecy (France). Ces résultats se fondent sur l'analyse des données recueillies au cours des deux dernières semaines de l'exploitation du LHC en 2010, suite au passage du mode protons au mode ions 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.). Toutes les expériences font état de mesures très fines, qui ouvrent à la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique...) des ions lourds une nouvelle ère d'études de haute précision.


Evènements enregistrés par l'expérience ALICE à partir des premières collisions d'ions plomb (nov-déc 2010).
« Les résultats du programme ions plomb du LHC jettent déjà une lumière nouvelle sur l'univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) primordial, a indiqué le Directeur général du CERN, Rolf Heuer. Les subtilités qu'il permet d'ores (ORES, l'Opérateur des Réseaux Gaz & Électricité est le l'opérateur des réseaux de distribution d'électricité et de gaz pour les 8 gestionnaires du secteurs mixte en...) et déjà de déceler sont impressionnantes. »

Dans ses tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) premiers instants, quelques microsecondes à peine 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...), l'Univers consistait en un plasma ( En physique, le plasma décrit un état de la matière constitué de particules chargées (d'ions et...) de quarks et de gluons, les constituants fondamentaux de la matière. En faisant entrer des ions lourds en 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.), les physiciens peuvent remonter le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) et recréer les conditions qui prévalaient alors, nous permettant de comprendre l'évolution de l'univers primordial.

Le programme ions lourds du LHC s'appuie sur des expériences menées il y a plus d'une décennie auprès du Supersynchrotron à protons (SPS) du CERN, qui avaient trouvé des indices donnant à penser que le plasma pouvait être créé et étudié en laboratoire. Le Collisionneur (Un collisionneur est un type d'accélérateur de particules mettant en jeu des faisceaux dirigés de particules élémentaires.) d'ions lourds relativistes (RHIC) du Laboratoire national de Brookhaven (États-Unis) avait pris la relève en 1999 et établi de manière fiable que le plasma de quarks et de gluons pouvait être créé à une échelle infinitésimale. Pour la première fois cette année, des résultats du LHC seront présentés à la conférence Quark (Les quarks sont des fermions que la théorie du modèle standard décrit, en compagnie de la famille des leptons, comme les constituants élémentaires de la matière.) Matter.

Les résultats de l'expérience ALICE ont apporté des éléments de preuve que la matière créée dans les collisions d'ions plomb est la plus dense jamais observée: sa température est plus de 100 000 fois supérieure à celle régnant à l'intérieur du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la...) et elle est plus dense que les étoiles à neutrons. Ces conditions permettent d'étudier les propriétés du plasma avec une précision sans précédent. ALICE a confirmé la découverte des expériences du RHIC: le plasma de quarks et de gluons se comporte presque comme un fluide parfait (En mécanique des fluides, un fluide est dit parfait s'il est possible de décrire son mouvement sans prendre en compte les effets de viscosité, ainsi que de conductivité...), pratiquement dépourvu de viscosité. Lors de la présentation de ses résultats, la collaboration ALICE a également traité du comportement des particules énergétiques dans le plasma de quarks et de gluons. « Nous sommes très enthousiastes face à la pléthore d'observables qui remettent en question beaucoup d'interprétations théoriques, a indiqué Paolo Giubellino, porte-parole d'ALICE. Les capacités extraordinaires qu'a notre détecteur de fournir des informations détaillées sur les milliers de particules créées dans chaque collision s'avèrent essentielles pour comprendre le plasma de quarks et de gluons. »

La collaboration ATLAS a réalisé une étude complète des collisions d'ions lourds. Cette analyse porte entre autres sur les propriétés d'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une...) comme le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) et les distributions des particules chargées émergeant du plasma, qui viennent élucider la dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) des collisions et les propriétés de transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de communications (la route, le canal ..). Par assimilation, des actions de...) dans ce milieu. Elle a aussi procédé à des sondes dures du milieu, comme on les appelle, qui incluent des mesures de la production de bosons W et Z, de charmonium et de jets de particules. « La première exploitation du LHC avec ions lourds a été un grand succès pour ATLAS, a indiqué Peter Steinberg, de Brookhaven, coresponsable du groupe ions lourds de la collaboration. Associer des mesures d'ensemble et des sondes dures dans les collisions d'ions lourds au LHC permet de mieux comprendre à la fois la nature de ce milieu chaud et dense et les processus de chromodynamique quantique (La chromodynamique quantique, acronyme QCD de l'anglais Quantum ChromoDynamics, est une théorie physique qui décrit l’interaction forte, l’une des forces fondamentales. Elle fut...) qui conduisent à l'étouffement des jets. » L'étouffement de jets, un phénomène que l'expérience ATLAS a été la première à observer l'an dernier, se produit lorsque des jets de particules formés dans une collision sont largement éliminés pendant qu'ils traversent la région turbulente du plasma.

CMS a observé un certain nombre de nouveaux phénomènes, notamment la production de bosons W et Z. De nouvelles études ont été réalisées sur l'étouffement de jets et pour caractériser le comportement de la matière reproduisant les conditions extrêmes qui prévalaient juste après la naissance de l'Univers. L'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens...) la plus frappante de CMS est l'importante suppression des états faiblement liés du quark b dans les collisions plomb-plomb. Un phénomène crucial pour comprendre les propriétés du plasma de quarks et de gluons. « Nous entrons dans une nouvelle ère d'études de haute précision sur la matière en 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 à des énergies inégalées 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 Soleil...), a indiqué Guido Tonelli, porte-parole de CMS. En exploitant tout le potentiel du détecteur CMS, nous produisons des signatures sans équivoque de ce nouvel état de la matière et élucidons beaucoup de ses propriétés.

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Source: CERN Press Office - Copyright CERN