[News] Le LHC termine l’année 2009 en beauté

[Michel]

Lors de sa 153e session, tenue ce jour, le Conseil du CERN1 a été informé que le Grand collisionneur de hadrons a terminé en beauté, le mercredi 16 décembre, sa première campagne d’exploitation complète. Les collisions à 2,36 TeV enregistrées depuis le week-end dernier ont établi un nouveau record mondial et ont constitué un succès pour l’accélérateur de particules le plus puissant du monde. Le LHC a maintenant été mis au repos. Il redémarrera en février 2010 après un cou...

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[passant]

[i]Collisions proton-proton dans le détecteur CMS à 2.36 TeV

Ce que j'en sais, le boson de Higgs serait lourd, mais comment sera-t-il reconnu dans le feu d'artifice d'éclats de particules ?

[adagio]

Peut etre par déduction c'est a dire en enlevant tous ce que l'on connait, et en etudiant ce qui reste, puis en vérifiant si ca colle a la théorie, dans le cas présent c'est en detectant une paire muon-anti-muon ayant des carateristiques bien precises il me semble.

[passant]

c'est a dire en enlevant tous ce que l'on connait, et en etudiant ce qui reste,

Méthode de l'orpailleur. Celui-ci fait tourner dans sa batte les éléments receuillis afin de retirer par l'extérieur tout ce qui est plus léger que l'or. Au fur et à mesure des passes les éléments les plus lourds restent. Dans ces éléments qui restent l'orpailleur repère l'or puis par vagues successives tente de séparer pour le prendre l'or des autres éléments restants.

Est-ce à dire que le boson de Higgs étant lui-même lourd serait repérable dans un milieu restant ?

[adagio]

heu... c'est pas lié a son poids.

Ils savent que si le higgs se crée il a une chance de se desintegrer en 2 muons et 2 anti muons ayant des caracteristique théorique connu. Ils vont donc regarder tout le foumillement de particules crées lors de colisions et eliminer ce qu'ils savent expliquer dans ce qu'il ne sauront pas expliquer ils vont rechercher ces muons.
Bon ca ne doit pas etre si simple que ca en pratique mais c'est la méthode.

[passant]

Ils vont donc regarder tout le foumillement de particules crées lors de colisions et eliminer ce qu'ils savent expliquer dans ce qu'il ne sauront pas expliquer ils vont rechercher ces muons.

Oui on recherche des muons comme on recherche de l'or. Seules les conditions d'environnement sont différentes.

[bongo1981]

Le Higgs serait une particule instable, il n'est pas observable directement (comme le quark top, ou les bosons W et Z).
Ils sont identifiés par leur produit de désintégration.

[passant]

Le Higgs serait une particule instable, il n'est pas observable directement (comme le quark top, ou les bosons W et Z).
Ils sont identifiés par leur produit de désintégration.

Bongo, à quoi fais-tu référence en écrivant : "Ils sont identifiés par leur produit de désintégration" Merci.

[yaaa]

C'est dans les posts précedant passant, 2 muons et 2 anti-muons ayant des caractéristiques bien précises décrites par la théorie.

[passant]

C'est dans les posts précedant passant, 2 muons et 2 anti-muons ayant des caractéristiques bien précises décrites par la théorie.

Donc le Higgs serait identifié par ce qu'il est advenu de sa désintégration : 2 muons et 2 anti-muons caractérisés et théoriquement connus. Soit inversement. Repérer par élimination dans le fourmillement de la désintégration ces muons et anti-muons est signe que le boson de Higgs existe ?

[Aldebaran]

Comme pour détecter par exemple l'interaction d'un neutrino, cela se déduit indirectement.
Si je prend l'exemple de SNO, on a un réservoir de D2O (de l'eau lourde) et quand un neutrino entre en interaction avec un noyau de deutérium contenu dans le réservoir, ce dernier désintègre via le boson W le deutéron en deux protons et un électron. L'électron fuse dans l'eau lourde à une vitesse supérieur à c dans le milieu (l'indice de réfraction de l'eau étant de 1,45, la lumière voit sa vitesse divisée par 1,45, soit environ 210 000km/s). Dépassant c dans son milieu, l'électron émet un petit rayonnement bleuté qui, lui, peut être détecté par des photomultiplicateurs : c'est le rayonnement Cerenkov.

Les scientifiques n'ont donc jamais vu un neutrino mais ils savent qu'il existe et qu'il interagit en détectant les conséquences de son interaction.

[adagio]

d'ailleurs je me demande si les muons sont detectable directement, ou si c'est aussi le produit de leur desintegration que l'on detecte...

[Aldebaran]

Bonne question, la réponse m'interesse
Je crois que les muons interragissent peu avec la matière, d'où l'interêt de leur faire traverser différentes couches de matériau afin de pouvoir les capturer. Et comme ils sont chargés, peut-être qu'ils reconstituent leur trajectoire en détectant les atomes ionisés sur leur passage ? Si quelqu'un a la réponse... je suis preneur

[passant]

d'ailleurs je me demande si les muons sont detectable directement, ou si c'est aussi le produit de leur desintegration que l'on detecte...

En fait il y aurait une chaîne de désintégration qu'il faudrait interpréter.

Le boson en muons, les muons en ?

Le repérage de la succession des désintégrations prouverait alors l'existence du boson. Soit une preuve indirecte.

[adagio]

Une petite question qui me viens en voyant ses images de colision, quand le LHC aura la puissance nécessaire pour recréer les conditions du big bang, est ce que ca veut dire que l'on pourra "observer" les 4 forces unifiées ? ou est ce que le volume est trop réduit pour en déduire quoique ce soit ? Et est ce que l'on attend la découverte d'un nouveau boson vecteur de la force unifié ?

[buck]

Non je ne crois pas qu'on puisse voir les 4 forces unifies, les energies qu'il faudrait pour y arriver sont plusieurs ordres de grandeurs plus hautes que celles qui sont possible au LHC
http://fr.wikipedia.org/wiki/Interactio ... A9mentaire

Brève histoire de l'unification des interactions élémentaires [modifier]

Au cours du XXe siècle, la théorie électrofaible a tout d'abord été développée pour unifier l'électromagnétisme avec l'interaction faible. Puis l'interaction forte a pu être unifiée avec les deux premières donnant alors le modèle standard de la physique dont les prédictions ont été vérifiées avec une très grande précision dans les accélérateurs de particules. Néanmoins, même si ces interactions sont décrites dans un cadre commun, les intensités des trois forces, appelées aussi constantes de couplage, ne sont pas les mêmes. Cependant, ces constantes ne sont constantes que dans un sens approximatif. Leur valeur change selon la gamme d'énergies concernées. Le fait que la constante de couplage de l'interaction faible varie bien plus vite que celle de l'électromagnétisme a rendu leur unification relativement facile, ainsi que la vérification expérimentale de cette unification. La gamme d'énergies à laquelle elles se rencontrent est encore accessible aux expériences sur accélérateurs.
Le but des théories de grande unification est de fournir, d'une part, une description unifiée des trois forces dans laquelle elles partageraient une même constante de couplage (description qui serait valide à des échelles d'énergie très grandes de l'ordre de 1015 GeV), et, d'autre part, un mécanisme par lequel cette symétrie entre les trois forces est brisée aux échelles d'énergies que nous observons actuellement.

Enfin, toutes ces descriptions ne font pas mention de la gravitation dont l'influence reste négligeable tant que les énergies mises en jeu sont faibles devant l'échelle de Planck, de l'ordre de 1018 GeV, mais dont la constante de couplage effective à cette énergie rejoint celle des autres interactions. Comme la théorie du Big Bang nous informe que l'univers a connu dans ses tous premiers instants une phase très chaude et très dense, appelée l'ère de Planck, il est admis qu'une description correcte de cet univers primordial nécessite d'avoir à sa disposition une théorie quantique de la gravitation. Plusieurs théories candidates sont en cours d'élaboration pour fournir cette gravité quantique. Il s'agit d'une part de la théorie des cordes qui se donne également pour objectif de décrire les autres interactions à ces échelles (on parle de théorie du tout) et de la gravitation quantique à boucles qui est moins ambitieuse et vise seulement à décrire quantiquement la gravité sans inclure les autres interactions.

[Aldebaran]

Il faudrait pouvoir atteindre une énergie de 10e28 eV. Si je ne me trompe pas (c'est peut-être une connerie) mais il faudrait un accélérateur de la taille du système solaire pour l'atteindre.

[buck]

et la coupure gzk sera faite avant 10e22 eV

[bongo1981]

C'est dans les posts précedant passant, 2 muons et 2 anti-muons ayant des caractéristiques bien précises décrites par la théorie.

Donc le Higgs serait identifié par ce qu'il est advenu de sa désintégration : 2 muons et 2 anti-muons caractérisés et théoriquement connus. Soit inversement. Repérer par élimination dans le fourmillement de la désintégration ces muons et anti-muons est signe que le boson de Higgs existe ?

Ce qui n'est pas dit, c'est que les muons et anti-muons doivent avoir des caractéristiques bien précises (énergies entre autre).

d'ailleurs je me demande si les muons sont detectable directement, ou si c'est aussi le produit de leur desintegration que l'on detecte...

Les muons sont détectables, ils ont une durée de vie de l'ordre de la micro seconde. Ce sont des sortes de gros électrons.

Ils se déintègrent en neutrino muonique, anti neutrino électronique, et électron.

[bongo1981]

Le LHC ne permettra pas d'atteindre le mur de Planck (1e19 GeV qui est l'échelle d'unification des forces). En fait ce mur est calculé avec les constantes fondamentales G, h et c.
Il est possible que l'on se trompe sur la valeur de G, et sur le nombre de dimensions spatiales, dans ce cas ça diminuerait l'échelle de Planck de quelques ordres de grandeur.

Quant à la coupure GZK attention, c'est une coupure provenant des interactions entre les protons et le rayonnement fossile sur une grande échelle (les protons sont freinés sur des milliers, millions, voire milliards d'années lumière). Il est tout à fait possible qu'une source locale produise des protons plus énergétiques que la coupure GZK.