Les enjeux du LHC (Large Hadron Collider)

Dimensions supplémentaires

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 (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du...) à l'avant ou à l'arrière), et sa hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.). 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 (La gravitation est le phénomène d'interaction physique qui cause l'attraction...) à petite échelle, traduisant l'existence de dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce...) supplémentaires de tailles macroscopiques (quelques microns pourraient rendre les théories de grande unification (Le concept d'unification est une notion centrale de la logique des prédicats ainsi que...) expérimentalement réfutables).


Espace où à chaque point l'on rajoute 6 dimensions compactifiées (espace de Calabi-Yau)

En effet, si l'intensité de la force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un...) de gravitation augmente plus vite, lorsque l'on explore des échelles plus petites, cela veut dire qu'il faut moins d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) pour créer des trous noirs microscopiques. Il devient alors possible de créer des trous noirs dans le LHC. Si c'était le cas, nos appareils auraient du mal à les détecter, leur durée de vie (La vie est le nom donné :) étant si faible, qu'ils n'ont pas le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) de parcourir une distance comme le rayon du proton (Le proton est une particule subatomique portant une charge électrique élémentaire...) avant de se désintégrer.

En conséquence, par des considérations théoriques de thermodynamique (On peut définir la thermodynamique de deux façons simples : la science de la chaleur...), de mécanique quantique (La mécanique quantique est la branche de la physique qui a pour but d'étudier et de...), et de calculs mi-quantiques, mi-relativistes, Stephen Hawking (Stephen W. Hawking, CH, CBE, FRS, FRSA, est un physicien théoricien et cosmologiste anglais,...) est arrivé à la conclusion paradoxale qu'un trou noir (En astrophysique, un trou noir est un objet massif dont le champ gravitationnel est si intense...) a non seulement une température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...), liée à sa masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...), mais un trou noir doit aussi rayonner. Plus un trou noir est petit, et plus il est chaud, et donc plus il doit rayonner d'énergie et donc plus il va s'évaporer vite. C'est la loi de Beckenstein-Hawking. C'est pourquoi dans la possibilité improbable que le LHC ait assez d'énergie pour créer un trou noir microscopique, et bien celui-ci s'évaporerait beaucoup plus vite que la plus instable des particules connues (qui je le rappelle sont indétectables), et aurait nullement le temps d'interagir avec la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...).

Particules supersymétriques

A chaque fois que l'on a eu des nouveaux outils pour explorer des domaines d'énergie plus élevée, nous avons pu découvrir de nouvelles entités (par exemple l'astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer...) en rayon X (Les rayons X sont une forme de rayonnement électromagnétique à haute fréquence...) nous a permis de découvrir les phénomènes les plus violents de l'espace).

Pour expliquer certaines données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) cosmologiques, les physiciens des particules pourraient venir en aide aux astrophysiciens et cosmologistes de l'infiniment grand, notamment sur l'explication de la matière noire (En astrophysique, la matière noire (ou matière sombre), traduction de l’anglais...). En effet, les observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) ne corroborent pas du tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) les théories unanimement acceptées par la communauté, (la relativité générale). Pour que les lois collent avec les observations, il faut introduire de la matière noire. Elle serait environ 5 fois plus abondante que la matière ordinaire, et pourrait expliquer la courbe (En géométrie, le mot courbe, ou ligne courbe désigne certains sous-ensembles du...) de rotation des galaxies (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec...), ou la vitesse (On distingue :) des galaxies dans les amas de galaxies (Un amas de galaxies est l'association de plus d'une centaine de galaxies liées entre elles par la...). Cette matière ne doit pas intéragir avec la matière ordinaire, mais seulement très faiblement.

Théoriquement, de nouvelles particules pourraient entrer dans la composition de la matière noire: les particules supersymétriques. La supersymétrie (Note : Pour profiter au mieux de cet article, le lecteur devrait avoir de bonnes notions sur...), est une nouvelle symétrie de la nature, postulée par des théories pour le moment très spéculatives. En effet, dans le zoo des particules, nous distinguons deux grandes familles: les fermions (particules composants la matière: électrons, quarks etc...), et les bosons (particules médiatrices des forces: photon (En physique des particules, le photon (souvent symbolisé par la lettre γ — gamma)...) pour la force électromagnétique (La force électromagnétique est, avec la force de gravitation, l'interaction faible, et...) etc...). La supersymétrie est une nouvelle symétrie de la nature, postulée par les physiciens. Il se pourrait qu'à chaque particule connue (un boson) corresponde un partenaire supersymétrique (un fermion (Le modèle standard classe les particules élémentaires en deux grandes...) et vice-versa) non encore observé. La particule supersymétrique la plus légère composerait la matière noire, et si le LHC pouvait permettre leur découverte, cela pourrait expliquer l'infiniment grand et relancer la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) dans l'infiniment petit.
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