L'essor de la physique des particules en France
Publié par Adrien le 22/10/2019 à 08:00
Source: CNRS IN2P3
Fondé il y a 80 ans, le CNRS est aujourd'hui l'un des plus importants organismes de recherche en Europe. Ursula Bassler et Denis Guthleben rappellent son histoire et ses réalisations en physique nucléaire et des hautes énergies.

Se souvient-on des images du laboratoire de Pierre et Marie Curie (Maria Sk?odowska-Curie (née à Varsovie le 7 novembre 1867 et décédée à Sancellemoz le 4 juillet 1934), connue en France sous le nom de Marie Curie, est une...) ? "Ce n'est qu'une baraque en planches, au sol bitumé et au toit vitré, protégeant incomplètement contre la pluie (La pluie désigne généralement une précipitation d'eau à l'état liquide tombant de nuages vers le sol. Il s'agit d'un hydrométéore météorologique...), dépourvue de tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) aménagement", selon Marie Curie. Même ses collègues étrangers se désolent alors du peu de moyens dont ils disposent. Le chimiste (Un chimiste est un scientifique qui étudie la chimie, c'est-à-dire la science de la matière à l'échelle moléculaire ou atomique...) allemand Wilhelm Ostwald déclare: "Ce laboratoire tenait à la fois de l'étable et du hangar à pommes de 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....). Si je n'y avais pas vu des appareils de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d'investigations communs...), j'aurais cru que l'on se moquait de moi (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.)". Dans les années 1920, des journaux témoignent de la misère des laboratoires. "Il y en a dans les greniers, d'autres dans des caves, d'autres en plein air... ", rapporte le Petit Journal en 1921. Augmenter les moyens de 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 scientifique désigne également le...) pour se mettre au niveau de pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas gallo-romaine. Comme la civitas qui...) comme l'Allemagne devient une cause nationale.

Entre les deux guerres, Jean Perrin (Jean Baptiste Perrin (né le 30 septembre 1870 à Lille, mort le 17 avril 1942 à New York) était un physicien français qui a travaillé sur les questions...), prix Nobel de physique (Le prix Nobel de physique est une récompense gérée par la Fondation Nobel, selon les dernières volontés du testament du chimiste Alfred Nobel. Il...) 1926 pour ses travaux sur l'existence des atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement...), s'engage pour le développement de la science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris,...), avec le soutien de nombreux scientifiques. Grâce à des financements de la Fondation (Les fondations d'un ouvrage assurent la transmission et la répartition des charges (poids propre et surcharges climatiques et d'utilisation) de cet ouvrage sur le sol. Le mode de...) Rothschild, il crée l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) de biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences naturelles et de...) physico-chimique, où travaillent pour la première fois des chercheurs à temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) plein. En 1935, il obtient la création de la Caisse (Les caisses en bois servent à emballer des produits en plusieurs pièces, qui doivent être livrées ensembles.) nationale de la recherche scientifique (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 scientifique désigne également...) qui finance des projets universitaires et des bourses de chercheurs. L'un de ses premiers boursiers en 1937 est le jeune Lew Kowarski, issu du laboratoire de Frédéric Joliot-Curie (Jean Frédéric Joliot (19 mars 1900 à Paris (16è arr.) - 14 août 1958 à Paris) était un physicien français.) au Collège de France (Le Collège de France, situé au no 11 place Marcelin-Berthelot dans le quartier latin de Paris (Ve arrondissement), est un grand établissement d'enseignement et de recherche. Il...). En mai 1939, ils déposent avec Hans von Halban, via la Caisse, les brevets qui esquissent la production d'énergie nucléaire (Le terme d'énergie nucléaire recouvre deux sens selon le contexte :) et le principe de la bombe atomique.


Jean Perrin, prix Nobel de physique en 1926 pour son travail sur la structure discontinue de la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La matière occupe de l'espace et...), dans son laboratoire en 1927. Crédit: Agence de presse Meurisse

Avec l'arrivée du gouvernement de Léon Blum en 1936, un sous-secrétaire d'État à la recherche est nommé pour la première fois. Autre première: trois femmes intègrent le gouvernement à une époque où elles n'avaient pas encore le droit de vote en France. Irène Joliot-Curie (Irène Joliot-Curie (12 septembre 1897 - 17 mars 1956) était une chimiste et une physicienne française. Épouse de Frédéric Joliot-Curie, leurs travaux en radioactivité artificielle leur ont...) accepte ce poste pour trois mois afin de soutenir la cause féminine et celle de la recherche scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.). Pendant cette courte période, elle définira des orientations majeures: une augmentation des budgets de la recherche, des salaires et des bourses de chercheurs.

À sa démission, Jean Perrin lui succède. Avec son image de scientifique hirsute, le sexagénaire "déploya aussitôt la fougue d'un jeune homme, l'enthousiasme d'un débutant, non pour les honneurs, mais pour les moyens d'action qu'ils fournissaient", note dans ses mémoires Jean Zay (Jean Zay est un homme politique français, né à Orléans (Loiret) le 6 août 1904 et mort assassiné par des miliciens à Molles (Allier) le 20 juin 1944. Il a été ministre de l'Éducation nationale...), le très jeune ministre de l'éducation nationale d'alors. Après quatre ans de réalisations, dont la création de laboratoires comme l'Institut d'astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement la physique et l'étude des propriétés des objets de l'univers...) de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au centre du bassin...), le décret fondant le CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) est publié en octobre 1939. Six semaines après le début de la deuxième guerre mondiale, Jean Perrin annonce: "Il n'est pas de science possible où la pensée n'est pas libre, et la pensée ne peut pas être libre sans que la conscience soit également libre. On ne peut pas imposer à la chimie d'être marxiste, et en même temps favoriser le développement des grands chimistes ; on ne peut pas imposer à la physique d'être cent pour cent aryenne et garder sur son territoire le plus grand des physiciens... Chacun de nous peut bien mourir, mais nous voulons que notre idéal (En mathématiques, un idéal est une structure algébrique définie dans un anneau. Les idéaux généralisent de façon féconde l'étude de la divisibilité...) vive."

La mission du CNRS est encore aujourd'hui d'"identifier, effectuer ou faire effectuer, seul ou avec ses partenaires, toutes les recherches présentant un intérêt pour la science ainsi que pour le progrès technologique, social et culturel du pays". Environ 32 000 personnes, dont 11 000 chercheurs, travaillent au CNRS en collaboration avec les universités, d'autres organismes ou des laboratoires privés. La plupart des 1100 laboratoires du CNRS sont gérés en cotutelle avec un établissement partenaire Ils accueillent du personnel CNRS et, dans la majorité des cas, des enseignants-chercheurs. Ces unités mixtes de recherche, dont le statut date de 1966, constituent les briques de la recherche française et permettent de mener des recherches pointues tout en restant proche de l'enseignement (L'enseignement (du latin "insignis", remarquable, marqué d'un signe, distingué) est une pratique d'éducation visant à développer les connaissances d'un...) et des étudiants.

L'évolution de la physique nucléaire et des hautes énergies

Placé sous la tutelle du ministère de l'Enseignement supérieur, de la recherche et de l'innovation, le CNRS est le plus grand organisme de recherche en France. Avec un budget (Un budget est un document comptable prévisionnel distinguant les recettes et les dépenses.) annuel de 3,4 milliards d'euros, il couvre l'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...) des recherches scientifiques, des humanités (Le terme humanités a longtemps désigné les disciplines traitant des langues et de la littérature anciennes, c'est-à-dire essentiellement le latin et le...) aux sciences de la nature et de la vie (La vie est le nom donné :), de la matière et de l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.), de la recherche fondamentale (La recherche fondamentale regroupe les travaux de recherche scientifique n'ayant pas de finalité économique déterminée au moment des travaux. On oppose en général la recherche fondamentale à...) aux applications. Les disciplines sont organisées en dix instituts thématiques qui gèrent les programmes scientifiques ainsi qu'une importante partie des investissements dans les infrastructures de recherche, comme les contributions de ses laboratoires aux expériences du CERN. Il joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les mâchoires. On appelle aussi joue le muscle qui sert principalement à ouvrir et fermer la bouche et à mastiquer.) un rôle de coordination, en particulier à travers ses trois instituts nationaux, dont l'IN2P3 (L'Institut national de physique nucléaire et de physique des particules (IN2P3) est un institut de recherche fondamentale du CNRS dont le domaine de recherche est comme son nom l'indique la physique nucléaire et des particules....) (Institut national de physique nucléaire (Le terme d'énergie nucléaire recouvre deux sens selon le contexte :) et physique des particules) aux cotés des instituts nationaux des sciences de l'Univers et des mathématiques (Les mathématiques constituent un domaine de connaissances abstraites construites à l'aide de raisonnements logiques sur des concepts tels que les...).

À la création du CNRS, la physique française est au meilleur niveau mondial: Irène et Frédéric Joliot-Curie, Jean Perrin, Louis de Broglie (Louis Victor de Broglie, duc de Broglie (Dieppe, 15 août 1892 – Louveciennes, 19 mars 1987) était un mathématicien, physicien et académicien français.), Pierre Auger (Pierre Victor Auger (14 mai 1899 - 25 décembre 1993) était un physicien français né à Paris, fils du professeur de chimie Victor Auger et beau-frère de Francis Perrin. Il a travaillé en physique...) sont parmi les noms entrés dans l'histoire de la discipline. Le laboratoire de Frédéric Joliot-Curie au Collège (Un collège peut désigner un groupe de personnes partageant une même caractéristique ou un établissement d'enseignement.) de France joue un rôle important grâce à son cyclotron (Le cyclotron est un type d’accélérateur circulaire inventé par Ernest Orlando Lawrence en 1931. Dans un cyclotron, les particules placées dans...), de même que l'Institut du radium (Le radium est un élément chimique de symbole Ra et de numéro atomique 88.) de Irène Joliot-Curie, le laboratoire de Louis Leprince-Ringuet à l'École polytechnique, ou encore celui de Jean Thibaud à Lyon. Des équipements, des boursiers et du personnel technique, des chaires en physique nucléaire dans les universités et les grandes écoles sont financés par le tout jeune CNRS. Avec la guerre, une véritable césure se produit: les chercheurs s'exilent ou tentent de continuer à faire fonctionner leurs laboratoires dans un isolement certain.

Fort de son engagement dans la résistance, Fréderic Joliot-Curie, prend la direction du CNRS en août 1944 et oeuvre pour que la France rattrape le retard accumulé pendant la guerre, notamment en physique nucléaire. Après le lancement des bombes atomiques sur Hiroshima et Nagasaki, le Général de Gaulle demande à Frédéric Joliot-Curie et à Raoul Dautry (Raoul Dautry est un ingénieur, dirigeant d'entreprises publiques et homme politique français, né le 16 septembre 1880 à Montluçon (Allier) et décédé le...), ministre de la reconstruction et de l'urbanisme (L’urbanisme est à la fois un champ disciplinaire et un champ professionnel recouvrant l'étude du phénomène urbain, l'action d'urbanisation et l'organisation de la ville et de...), de mettre en place le Commissariat à l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) atomique (CEA). Dans l'idée de Joliot-Curie, cet organisme allait rassembler et coordonner toutes les recherches fondamentales de physique nucléaire, y compris celles des laboratoires universitaires. Dès 1946, les grands noms rejoignent le CEA: Pierre Auger, Irène Joliot-Curie, Francis Perrin, Lew Kowarski. Le CNRS se préoccupe alors peu de ce domaine. En 1947, la décision est prise de construire un centre à Saclay qui couple les recherches fondamentales et appliquées sur ce sujet. André Berthelot y dirigera le service de physique nucléaire et y installera plusieurs accélérateurs.


Irène et Frédéric Joliot-Curie en 1935, année au cours de laquelle ils partagent le prix Nobel de chimie (Le prix Nobel de chimie est décerné une fois l'an, depuis 1901, par l'Académie royale des sciences de Suède à un scientifique dont...) pour la synthèse de nouveaux éléments radioactifs. Crédit: Archives Curie

La création du CERN

Dans les années 1950, les physiciens français jouent un rôle important dans la création du CERN: Louis de Broglie, le premier scientifique de renom à demander la création d'un laboratoire multinational lors d'une conférence de Lausanne en 1949, Pierre Auger qui dirige le département des sciences exactes et naturelles de l'UNESCO, Raoul Dautry, l'administrateur général du CEA, Francis Perrin, haut-commissaire, et Lew Kowarski, l'un des premiers employés du CERN et qui deviendra plus tard le directeur des services techniques et scientifiques. On lui doit la construction de la première chambre à bulles (Une chambre à bulles est un détecteur de particules qui est formé d'une cuve contenant (généralement) de l'hydrogène liquide. La chambre étant...) au CERN et l'introduction des ordinateurs. Frédéric Joliot-Curie, révoqué en 1950 de ses fonctions au CEA pour ses convictions politiques, est quant à lui très affecté de ne pas être nommé au Conseil du CERN, à l'inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de composition interne · notée multiplicativement, est un...) de Francis Perrin, qui lui a succédé au CEA. Conscient des potentialités du CERN, Louis Leprince-Ringuet réoriente les recherches de ses équipes portant sur les rayons cosmiques vers les accélérateurs. Il deviendra le premier président français du Comité des directives scientifiques (SPC) en 1964 et son laboratoire jouera un rôle important dans l'implication des physiciens français au CERN.

Une autre recrue du CNRS de l'après-guerre fera également parler de lui au CERN: Georges Charpak (Georges Charpak, né le 1er août 1924 à D?browica en Pologne (aujourd'hui en Ukraine), est un physicien français, lauréat du prix Nobel de physique 1992.). Admis au CNRS comme chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont diversifiés et impliquent d'importantes...) en 1948, il réalise sa thèse (Une thèse (du nom grec thesis, se traduisant par « action de poser ») est l'affirmation ou la prise de position d'un locuteur, à l'égard du sujet ou du...) sous la direction de Frédéric Joliot-Curie. Alors que ce dernier veut l'orienter vers la physique nucléaire, il choisit son propre sujet: les détecteurs. En 1963, il est recruté par Leon (LEON est un processeur 32 bit RISC open source, compatible SPARC V8 (1987) développé par l'ingénieur suédois Jiri Gaisler pour l'ESA.) Lederman au CERN. La suite est connue: il met au point (Graphie) la chambre proportionnelle "multi-fils" qui remplace les chambres à bulles et les chambres à étincelles en permettant un traitement numérique (Une information numérique (en anglais « digital ») est une information ayant été quantifiée et échantillonnée, par opposition à une...) des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un...). L'invention lui vaut le prix Nobel de physique en 1992.

À son retour au Collège de France, Frédéric Joliot-Curie s'engage auprès d'Irène dans la création du campus (Un campus (du mot latin désignant un champ) désigne l'espace rassemblant les bâtiments et l'infrastructure d'une université ou d'une école située hors d'une ville. Ce terme inclut...) d'Orsay. Avec la perspective de nouvelles installations au CERN, des infrastructures en France leur semblent nécessaires pour permettre aux physiciens français de se former et de préparer leurs expériences au CERN. "Contribuer à créer et à faire vivre le CERN en laissant s'éteindre la recherche fondamentale française en physique nucléaire serait agir contre les intérêts de notre pays et contre ceux de la science", écrit Irène Joliot-Curie dans "Le Monde (Le mot monde peut désigner :)". Le gouvernement de Pierre Mendès France donne une priorité à la recherche et alloue en 1954 des crédits pour la construction de deux accélérateurs, un synchrocyclotron dans l'Institut du radium d'Irène Joliot-Curie, et un accélérateur linéaire pour le Laboratoire de physique de Yves Rocard (Yves Rocard, né à Vannes le 22 mai 1903 et mort à Paris le 16 mars 1992, est physicien français. Il est le père de Michel Rocard.) à l'École normale supérieure. Irène Joliot-Curie obtient les terrains nécessaires à Orsay pour la construction de l'Institut de physique nucléaire (IPNO) et le Laboratoire de l'accélérateur linéaire (LAL). Irène Joliot-Curie ne verra pas le nouveau laboratoire et c'est Frédéric Joliot-Curie qui devient le premier directeur de l'IPNO et Hans Halban, rappelé d'Angleterre (L’Angleterre (England en anglais) est l'une des quatre nations constitutives du Royaume-Uni. Elle est de loin la plus peuplée, avec 50 763 000 habitants (en 2006), qui représentent...), prend la direction du LAL. Ces deux instituts emblématiques jouent encore un rôle majeur pour les contributions françaises au CERN.

L'éclosion des laboratoires

Pendant les années 1950-1960, le CNRS connaît un fort développement et d'autres laboratoires de physique nucléaire et des hautes énergies sont créés. Un accélérateur Cockroft-Walton construit pendant la guerre à Strasbourg par les Allemands sera le germe (En botanique, un germe est un embryon de plante contenu dans une graine. Le terme désigne également une excroissance qui se développe depuis un tubercule. Germe est un synonyme de...) du Centre de recherches nucléaires, dirigé par Serge Gorodetzky. Créée en 1947, la chaire de Maurice Scherer en physique nucléaire à Caen devient le Laboratoire de physique corpusculaire. L'un de ses premiers thésards, Louis Avan, fondera un laboratoire du même nom à Clermont-Ferrand en 1959. A Grenoble, Louis Néel pose les fondations d'une importante activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) de recherche en physique et le CEA y installera le Centre d'études nucléaires en 1956. En 1967, le réacteur (Un réacteur peut désigner :) de recherche franco-allemand de l'Institut Laue-Langevin (L'Institut Laue-Langevin (ILL), nommé ainsi en l'honneur des physiciens Max von Laue (physicien allemand 1879-1960) et Paul Langevin (physicien français 1872-1946) est un organisme de recherche international, il a...) y est construit. La même année, l'Institut des sciences nucléaires de Grenoble voit le 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 éclairent le ciel. Son début...): il accueillera un cyclotron, utilisé en particulier pour produire des radio-isotopes en médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps humain (anatomie), son fonctionnement normal (physiologie), et...). Son directeur, Jean Yoccoz, sera l'un des futurs (Futurs est une collection de science-fiction des Éditions de l'Aurore.) directeurs de l'IN2P3. Le Centre d'études nucléaires de Bordeaux-Gradignan s'installe dans un ancien château (Un château est à l'origine une construction médiévale destinée à protéger le seigneur et à symboliser son autorité au sein du fief. Les premiers...) bordelais en 1969.

Les physiciens de ces laboratoires participent activement aux expériences au CERN, bénéficiant en particulier d'une mobilité facilitée par le CNRS. Parmi eux, Bernard Gregory, du laboratoire de Leprince-Ringuet, s'oriente, 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.) de la prochaine mise en service du Synchrotron (Le terme synchrotron désigne un type de grand instrument destiné à l'accélération à haute énergie de particules élémentaires.) à protons (PS) du CERN, vers la construction à Saclay d'une grande chambre à bulles à hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) de 81 centimètres. Elle produira plus de dix millions de clichés d'interactions de particules, distribués à travers toute l'Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme l’extrémité occidentale du...). En 1965, Bernard Gregory est désigné directeur général du CERN. Cinq ans plus tard, il succède à Louis Leprince-Ringuet à la direction du laboratoire de l'École polytechnique, puis devient directeur général du CNRS. Il est élu président du Conseil en 1977.

Gérer l'expansion

Dans les années 1960, les équipements de recherche deviennent si imposants qu'émerge au sein du CNRS l'idée de créer des instituts nationaux pour coordonner les ressources et les activités des laboratoires. Le directeur du LAL, André Blanc-Lapierre, milite pour la création d'un institut national de physique nucléaire et de physique des particules (La physique des particules est la branche de la physique qui étudie les constituants élémentaires de la matière et les rayonnements, ainsi que leurs interactions. On l'appelle aussi physique des hautes énergies car de...), à l'instar de l'INFN italien fondé en 1951. Il s'agit d'organiser les moyens alloués aux différents laboratoires par le CNRS, les universités et le CEA: les discussions entre les partenaires commencent.

Parallèlement, un autre débat (Un débat est une discussion (constructive) sur un sujet, précis ou de fond, annoncé à l'avance, à laquelle prennent part des individus ayant des avis, idées, réflexions...) anime les physiciens français. Après la construction en 1958 de l'accélérateur de protons SATURNE de 3 GeV au CEA à Saclay et, en 1962, de l'accélérateur linéaire à électrons de 1,3 GeV au LAL à Orsay, et la construction du collisionneur (Un collisionneur est un type d'accélérateur de particules mettant en jeu des faisceaux dirigés de particules élémentaires.) électron-positron ACO, les esprits se divisent sur la construction d'une machine nationale qui complèterait les capacités expérimentales du CERN et renforcerait la communauté scientifique française. Deux propositions sont en lice: une machine à protons et une machine à électrons. D'autant qu'en Europe d'autres machines sont sorties de terre. En Italie, le collisionneur électron-positon AdA est suivi en 1969 par ADONE. À Hambourg en Allemagne, le synchrotron à électrons DESY (Le DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron, « Synchrotron d'électrons allemand ») est un important centre de recherche en Europe en physique des...) démarre en 1964.


Le collisionneur italien AdA est installé au LAL à Orsay afin de bénéficier des énergies plus élevées de l'accélérateur linéaire. Il produit les premières collisions électron-positon. Il retournera ensuite à Frascati en Italie. Crédit: LAL

La France en revanche donne la priorité à la construction européenne avec le CERN. Aucun des deux projets proposés ne voit donc le jour. Jean Teillac, successeur de Frédéric Joliot-Curie à la tête de l'IPNO, fonde l'IN2P3 en 1971, regroupant les laboratoires du CNRS et des universités. Il faudra attendre 1975 pour que le CEA et l'IN2P3 décident de construire ensemble à Caen une machine nationale, le Grand accélérateur national d'ions lourds (GANIL), spécialisé en physique nucléaire. Bien que les laboratoires concernés du CEA ne fassent pas partie de l'IN2P3, les collaborations entre les physiciens des deux organismes sont importantes.

Ainsi, André Lagarrigue, directeur du LAL depuis 1969, propose la construction d'une nouvelle chambre à bulles, Gargamelle, sur un faisceau de neutrinos du CERN. Le scientifique avait exploré auparavant à l'École polytechnique la faisabilité de chambres à bulles contenant des liquides lourds au lieu de l'hydrogène, favorisant les interactions avec des neutrinos. Après sa construction au CEA Saclay, la chambre remplie de fréon liquide est installée au CERN et décèlera en 1973 les courants neutres. Une découverte majeure, certainement nobélisable si Lagarrigue n'avait pas succombé à une crise cardiaque en 1975.


André Lagarrigue devant la chambre à bulles Gargamelle au CERN qui observera les courants neutres. Crédit: CERN

Depuis lors

L'IN2P3 compte aujourd'hui une vingtaine de laboratoires, environ 3200 personnes dont 1000 chercheurs et enseignants-chercheurs dans les domaines de la physique nucléaire, des particules et des astroparticules ainsi qu'en cosmologie (La cosmologie est la branche de l'astrophysique qui étudie l'Univers en tant que système physique.). L'Institut contribue au développement d'accélérateurs, de détecteurs et d'instruments d'observation (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 appropriés. Le plaisir procuré explique la très grande participation...) et leurs applications. Son centre de calcul à Lyon joue un rôle important dans le traitement et le stockage de grands volumes de données, hébergeant par ailleurs des infrastructures numériques d'autres disciplines.

Les liens avec le CERN sont forts à travers des nombreux projets et expériences: la découverte des bosons W et Z par UA1 et UA2, le LEP avec des contributions à ALEPH, DELPHI et L3, la découverte du boson de Higgs (Le boson de Higgs est une particule élémentaire dont l'existence a été proposée en 1964 par Gerry Guralnik, C.R. Hagen, et Tom Kibble; Robert Brout et François Englert (et...) par ATLAS et CMS au LHC, LHCb et ALICE, la physique des neutrinos, la violation de CP, les expériences sur l'antimatière (L'antimatière est l'ensemble des antiparticules des particules composant la matière classique — celle dont est faite la Terre. Le préfixe...), ainsi que la physique nucléaire. Les collaborations impliquent d'autres instituts du CNRS comme l'INP (Institut de physique), auquel sont rattachés des théoriciens, ainsi que les spécialistes de la physique quantique et des lasers, ou encore les recherches des champs magnétiques intenses.

Et la suite ? Les futurs projets du CERN sont en discussion à l'occasion de la mise à jour (Une mise à jour, souvent abrégé en MAJ ou MàJ, est l'action qui consiste à mettre « à jour », ou bien « à...) de la stratégie (La stratégie - du grec stratos qui signifie « armée » et ageîn qui signifie « conduire » - est :) européenne pour la physique des particules. Ils offrent la possibilité de faire émerger de nouvelles collaborations entre le CERN et le CNRS, en physique mais aussi en ingénierie (L'ingénierie désigne l'ensemble des fonctions allant de la conception et des études à la responsabilité de la construction et au contrôle des équipements...), en calcul, dans les applications biomédicales ou, pourquoi pas, en sciences humaines. Sans aucun doute, de la synergie entre ces deux organismes porteurs d'une richesse scientifique exceptionnelle, de nouvelles recherches passionnantes verront le jour !

À propos de cet article

Cet article, écrit par Ursula Bassler (CNRS IN2P3), Présidente du Conseil du CERN et Denis Guthleben, attaché scientifique au Comité pour l'histoire du CNRS, a initialement été publié dans le CERN Courier en français et en anglais.
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