[Dossier] Les enjeux du LHC (Large Hadron Collider)

L'étude des phénomènes naturels...

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[Dossier] Les enjeux du LHC (Large Hadron Collider)

Message par Publication » 21/12/2008 - 11:30:21

Ce dossier nous est proposé par Bongo1981, que vous pouvez retrouver sur le forum Techno-Science.net. Il présente les caractéristiques du plus grand accélérateur de particules du monde : le LHC, ainsi que les aspects scientifiques des recherches qui y seront menées. L'année 2008 a vu la mise en opération du plus grand accélérateur de particules du monde. Projet pharaonique regroupant un véritable consortium d'états (plus de 20 états, répartis sur les 5 continents), des mil...
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Le Grand Collisionneur de Hadrons et les Accélérateurs de Particules

Message par Publication » 21/12/2008 - 11:31:03

Qu'est le LHC ? Le LHC (Large Hadron Collider) ou grand collisionneur de hadrons, est un accélérateur de particules, actuellement en fonctionnement à Genève. Construit dans les anciens tunnels du LEP (Large Electron Positron collider), anneau de 27 km de circonférence, cet accélérateur a été conçu pour atteindre des énergies de 14 TeV (Tera électron-volt 1 TeV = 1 000 milliards d'eV), soit donc des énergies bien supérieures au Fermilab (le Tevatron : seulement 1 TeV). 1 ...

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Les Expériences se déroulant au LHC

Message par Publication » 21/12/2008 - 11:31:42

6 expériences sont actuellement en oeuvre, 2 gargantuesques (ATLAS et CMS), 2 autres plus "moyennes" (LHCb et ALICE), et 2 petites (TOTEM et LHCf). ATLAS est un détecteur polyvalent, destiné à l'exploration d'un large éventail de phénomènes physiques, que ce soit la chasse du boson de Higgs, la détection des dimensions supplémentaires, ou les particules supersymétriques. ATLAS est basé sur un système magnétique toroïdal (en forme de beignet), composé de 8 bobines su...

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Le Boson de Higgs

Message par Publication » 21/12/2008 - 11:32:26

Le but principal du LHC est de débusquer le boson de Higgs, mais en fait qu'est-ce que c'est ? Il existe 4 interactions fondamentales dans l'univers : - la force de gravitation, familière à tous, elle régit la valse des planètes autour du soleil, maintient les hommes sur terre, etc... c'est pourtant la force la plus faible - la force électromagnétique, responsable de la cohésion des atomes et de la matière dans son ensemble, de l'existence de la lumière et des ondes élec...

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Au delà du Modèle Standard

Message par Publication » 21/12/2008 - 11:33:40

Nous vivons aujourd'hui dans un monde tridimensionnel, pour situer un point dans l'espace, il nous faut 3 nombres : son abscisse (à combien de mètres se trouve ce point sur le plan horizontal), son ordonnée (à combien de mètre à l'avant ou à l'arrière), et sa hauteur. Au LHC il est également possible d'explorer des distances plus petites, et des expériences seront tentées pour analyser la variation de l'intensité de la gravitation à petite échelle, traduisant l'existence de dim...

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Conclusion

Message par Publication » 21/12/2008 - 11:34:09

La découverte du boson de Higgs est très attendue, ceci permettrait de confirmer des théories bien établies depuis 50 ans. Par ailleurs des lots de surprises sont également souhaités afin de pouvoir donner des indications aux théoriciens sur la bonne marche à suivre, et peut-être expliquer certains mystères de l'infiniment grand (en astrophysique, ou même en cosmologie). Outre son importance pour les découvertes en physique fondamentale, le LHC apportera d'énormes retombées app...

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Message par Publication » 21/12/2008 - 11:34:32

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Message par Publication » 21/12/2008 - 11:34:42

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Message par Publication » 21/12/2008 - 11:34:52

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Message par Publication » 21/12/2008 - 11:35:02

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Xzander
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Message par Xzander » 21/12/2008 - 16:48:21

Très intéressant merci!

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nepher
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Message par nepher » 22/12/2008 - 11:34:07

Merci Bongo ;)
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Message par Oswald_le_fort » 23/12/2008 - 18:44:58

Petite remarque : La violation de CP, c'est dans les années 50, 54 pour être plus précis. L'explication théorique est venue plus tard. C'est devenu un condition nécessaire à l'existence de l'Univers en 64 avec Sakharov. En 1972, Kobayashi et Maskawa introduisent le phénomène dans le MS, et ont obtenu le prix Nobel cette année (2008). Elle a été observée dans l'interaction faible fin 70 (avec les désintégrations des kaon neutres), et dans les mésons B neutres en 2000 (exp BaBar et Belle). Dans les années 30, on avait pas vraiment idée ce ce genre de chose, vu que les anti particules arrivent dans le paysage de la physique en 1934...

Sinon, très bon dossier. Felicitation.

passant
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Message par passant » 27/12/2008 - 5:06:45

Merci Bongo pour cette excellente présentation au public dont je fais partie.
Comprenant mieux par ta présentation la déclinaison que contient tout corps je me pose cette question.

A partir du couple électrons-noyaux que tu présentes, les électrons sont-ils décomposables en protons. Les noyaux en neutrons, mais les électrons et les noyaux en quarks ?

Il ressort de la déclinaison de la molécule que le LHC intervient que sur le proton. Pourquoi la recherche avec le proton ?
bonjour

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bongo1981
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Message par bongo1981 » 27/12/2008 - 16:31:50

Merci tout le monde pour vos commentaires encourageants.
passant a écrit :A partir du couple électrons-noyaux que tu présentes, les électrons sont-ils décomposables en protons.
Non, les électrons, aujourd'hui sont considérés comme des particules élémentaires.
passant a écrit :Les noyaux en neutrons, mais les électrons et les noyaux en quarks ?
Les noyaux sont faits de baryons : le proton et le neutron (qui font partie de la famille des nucléons).
Un baryon est une particule composite (fait de 3 quarks).

Les quarks sont cosidérés comme élémentaires aujourd'hui, comme l'électron.
passant a écrit :Il ressort de la déclinaison de la molécule que le LHC intervient que sur le proton. Pourquoi la recherche avec le proton ?
Parce qu'avec des électrons, le rayonnement synchroton est trop important. Il faut des particules plus lourdes. D'où le proton.

passant
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Message par passant » 28/12/2008 - 10:44:40

Merci Bongo pour ta réponse laquelle me permet de réajuster l'information concernant l'atome.
Si je comprends bien les baryons sont le proton et le neutron. Proton et neutron composition du noyau.

Si le LHC réalise sa recherche avec le proton c'est que probablement le neutron deuxième élément du noyau, est plus léger que le proton ?
Dernière modification par passant le 28/12/2008 - 15:45:42, modifié 1 fois.
bonjour

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bongo1981
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Message par bongo1981 » 28/12/2008 - 15:20:56

passant a écrit :Merci Bongo pour ta réponse laquelle me permet de réajuster l'information concernant l'atome.
Si je comprends bien les baryons sont le potron et le neutron. Potron et neutron composition du noyau.
Je refais un petit topo sur les particules, j'ai été un peu vite.

Les particules composées de quarks font partie de la famille des hadrons, qui se déclinent en deux familles :
- mésons (composés d'un quark et d'un anti quark
- baryons (composés de 3 quarks)

Dans les baryons, il y a plusieurs familles, dont les nucléons (qui ont deux représentants le neutron et le proton).
passant a écrit :Si le LHC réalise sa recherche avec le potron c'est que probablement le neutron deuxième élément du noyau, est plus léger que le potron ?
Le neutron est à moins d'un pourcent près de même masse que le proton. Le LHC accélère les protons, parce que le proton est chargé positivement, alors que le neutron n'a pas de charge électrique.

passant
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Message par passant » 28/12/2008 - 15:43:49

passant a écrit :Merci Bongo pour ta réponse laquelle me permet de réajuster l'information concernant l'atome.
Si je comprends bien les baryons sont le proton et le neutron. Proton et neutron composition du noyau.

Si le LHC réalise sa recherche avec le proton c'est que probablement le neutron deuxième élément du noyau, est plus léger que le proton ?


J'ai corrigé des fautes de frappe concernant le proton. Ainsi dans les citations le proton est écrit potron. Excuses.
bonjour

passant
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Message par passant » 28/12/2008 - 16:56:51

En tous les cas impressionnant car gérer une température de 100 000 fois la température au coeur du soleil : bravo.
bonjour

passant
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Message par passant » 28/12/2008 - 17:05:22

En fait l'atome serait une mosaïque de particules qu'il faut apprendre à lire.
bonjour

passant
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Message par passant » 28/12/2008 - 19:52:08

bongo1981 a écrit :
passant a écrit :Merci Bongo pour ta réponse laquelle me permet de réajuster l'information concernant l'atome.
Si je comprends bien les baryons sont le proton et le neutron. Proton et neutron composition du noyau.
Je refais un petit topo sur les particules, j'ai été un peu vite.

Les particules composées de quarks font partie de la famille des hadrons, qui se déclinent en deux familles :
- mésons (composés d'un quark et d'un anti quark
- baryons (composés de 3 quarks)

Dans les baryons, il y a plusieurs familles, dont les nucléons (qui ont deux représentants le neutron et le proton).
passant a écrit :Si le LHC réalise sa recherche avec le proton c'est que probablement le neutron deuxième élément du noyau, est plus léger que le proton ?
Le neutron est à moins d'un pourcent près de même masse que le proton. Le LHC accélère les protons, parce que le proton est chargé positivement, alors que le neutron n'a pas de charge électrique.
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nepher
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Message par nepher » 31/12/2008 - 0:42:23

Quelqu'un pourrait m'éclairer sur ses questions qui seront à prouver avec le LHC mais bon j'aimerai en comprendre leur problématique à chacune merci

pourquoi y a-t-il 3 types de quarks et de leptons pour chaque charge ?
Pourquoi leurs masses sont-elles si différentes ?
D'autres types de forces et de particules seront-ils découverts avec les accélérateurs de demain, qui fourniront des énergies phénoménales aux particules ?
Les quarks et les leptons sont-ils réellement les constituants élémentaires, ou bien ont-ils eux aussi des sous-structures ?
Comment peut-on inclure l'interaction gravitationnelle dans le modèle ? Quelles particules forment la matière noire de l'univers ?

:)
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Message par nepher » 31/12/2008 - 4:37:07

Ah oui je sais se que c'est une particule élémentaire, c'est qu'on ne peut la mesuré, on ne peut que faire des rapprochements, comme se que l'ont fais avec les particules du modèles standard qui sont dites élémentaires car toutes comparé à l'électron dans leur charge ou leur masse :sol:

Oui chui baleze !! mdr

et donc sa voudrait dire que quarks et les leptons auraient encore des sous unités de particules peut être à découvrir dans la susy :bon:

Et Higgs et Susy sont compatible ? oula j'ai la flemme de reprendre mon livre chui gamer over ... :fada:
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Message par nepher » 03/01/2009 - 13:32:07

Qu'y a t'il après le LHC ? quels sont les projets avenir dans le domaine de la subatomique ?
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Message par bongo1981 » 04/01/2009 - 11:03:13

nepher a écrit :Quelqu'un pourrait m'éclairer sur ses questions qui seront à prouver avec le LHC mais bon j'aimerai en comprendre leur problématique à chacune merci

pourquoi y a-t-il 3 types de quarks et de leptons pour chaque charge ?
Tu veux dire pourquoi il y a 3 familles de leptons et quarks ? (up, down, électron et neutrino), (charm, strange, muon et neutrino) et (top, bottom, tau et neutrino) ?
joker... je pense que ça doit être lié à la masse du Z0, (ça doit être explicable avec l'angle de Weinberg dans la brisure de symétrie SU(2)xU(1)).
nepher a écrit :Pourquoi leurs masses sont-elles si différentes ?
joker ma précédente réponse englobe cette question également.
nepher a écrit :D'autres types de forces et de particules seront-ils découverts avec les accélérateurs de demain, qui fourniront des énergies phénoménales aux particules ?
D'autres particules ? j'espère bien. Le Higgs est sur la liste, et les théoriciens ont inventé pleins d'autres champs scalaires. Et puis beaucoup ont envie de découvrir des excitations de Kaluza-Klein, et d'autres particules sont prévues pour unifier les champs. Par ailleurs, beaucoup de théoriciens pensent que la nature est supersymétrique, donc il reste également à découvrir toutes les particules supersymétriques. (donc les particules connues ne représenteraient que la moitié des particules existantes)
nepher a écrit :Les quarks et les leptons sont-ils réellement les constituants élémentaires, ou bien ont-ils eux aussi des sous-structures ?
Pour l'heure, pas de sous-structure connue aux échelles d'énergie accessible.
nepher a écrit :Comment peut-on inclure l'interaction gravitationnelle dans le modèle ?
En quantifiant les équations de la relativité générale, mais pour cela, il faut refonder notre façon de penser l'espace et le temps. C'est plus ou moins ce qui est fait dans la recherche de la gravitation quantique à boucle (quantification canonique de la relativité générale, avec les nouvelles variables de connexion d'Ashtekhar).
nepher a écrit :Quelles particules forment la matière noire de l'univers ?

:)
Peut-être des particules supersymétriques ? (le neutralino par exemple ? superpartenaire du photon). Par contre, rien ne dit que ça existe vraiment. Aujourd'hui nous avons accumulé des preuves indirectes de la présence de matière noire, si ça se trouve, on se plante complétement.

Par contre faudra peut-être reprendre tes définitions de particules élémentaires. Attention à ne pas confondre SUSY et sous-structure des particules élémentaires.

Le prochain projet d'accélérateur est l'ILC (Internation Linear Collider).

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