Large Hadron Collider
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Le détecteur ATLAS en cours d'assemblage
Le détecteur ATLAS en cours d'assemblage

Le LHC (Large Hadron Collider, " Grand Collisionneur Hadronique ") est le prochain grand accélérateur de particules qui sera mis en opération en 2007 au CERN à la frontière (Une frontière est une ligne imaginaire séparant deux territoires, en particulier deux États souverains. Le rôle que joue une frontière peut fortement...) franco-suisse. Une fois achevé, il sera le plus grand accélérateur du monde (Le mot monde peut désigner :). Il est situé dans le tunnel (Un tunnel est une galerie souterraine livrant passage à une voie de communication (chemin de fer, canal, route, chemin piétonnier). Sont apparentés aux tunnels par leur mode de construction les grands ouvrages hydrauliques...) de 27 km de circonférence de son prédécesseur, le collisionneur (Un collisionneur est un type d'accélérateur de particules mettant en jeu des faisceaux dirigés de particules élémentaires.) LEP (Large Electron Positron). À la différence de ce dernier, des protons (une variété de hadrons) seront accélérés pour produire des collisions, au lieu des électrons ou des positrons. Ces protons seront accélérés jusqu'à une 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.) de 7 TeV (pour une énergie 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.) de 14 TeV). Cinq expériences seront installées sur cet accélérateur, soit Atlas, CMS, TOTEM, LHC-b et Alice. Les deux premières étudieront la 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...), en particulier 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...) 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...) et des particules supersymétriques, TOTEM mesurera la section efficace (Une section efficace est une grandeur physique correspondant à la probabilité d'interaction d'une particule pour une réaction donnée de la physique nucléaire ou de la physique des...) totale du LHC, LHC-b étudiera la violation de la symétrie CP (En physique des particules, une théorie possède la symétrie CP si elle est invariante sous une transformation simultanée de conjugaison de charge, qui échange particules et antiparticules, et une...) et Alice étudiera la physique nucléaire (La physique nucléaire est la description et l'étude du principal constituant de l'atome : le noyau atomique. On peut distinguer :).

Le LHC pourra également être utilisé pour accélérer des ions lourds comme le 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...) (Pb) (avec une énergie de collision de 1150 TeV).

Les physiciens espèrent répondre à plusieurs questions à l’aide de ces appareils :

  • Qu'est-ce que la masse ? (Nous savons comment la mesurer, mais quelle est sa nature ?)
  • Quelle est l’origine de la masse ? (Plus précisément, est-ce que le boson (Les bosons représentent une classe de particules qui possèdent des propriétés de symétrie particulières lors de l'échange de particules : un système de particules...) de Higgs existe ?)
  • Pourquoi les différentes particules élémentaires ont-elles des masses différentes ? (C’est-à-dire, est-ce que les particules interagissent avec le Higgs ?)
  • Nous savons qu'une énorme partie de l'énergie (masse) contenue dans l'univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) n'est pas constituée 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,...) telle que nous la connaissons. Qu'est-ce donc ? (Qu’est-ce que la matière noire (En astrophysique, la matière noire (ou matière sombre) désigne la matière apparemment indétectable, invoquée pour rendre compte d'effets inattendus, notamment au sujet des galaxies. Différentes hypothèses ont été émises et explorées...), l’énergie noire ?)
  • Est-ce que la supersymétrie (Note : Pour profiter au mieux de cet article, le lecteur devrait avoir de bonnes notions sur le spin, la physique des particules et la symétrie en physique.) (ou plus précisément, les superpartenaires) existe ? Et si oui quel est le modèle supersymétrique qui décrit la Nature (aujourd'hui plusieurs modèles s'affrontent) ?
  • Est-ce que l’antimatière est une réflexion parfaite de la matière ?
  • Existe-t-il d’autres dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou...) cachées, comme le prédisent de nombreux modèles inspirés de la théorie des cordes (La théorie des cordes est l'une des voies envisagées pour régler une des questions majeures de la physique théorique : fournir une description de...), et si oui, peut-on les " voir " ?
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