Emballement des médias LHC Cerne

...

L'institution qui l'a développé est la Communauté Européenne de Recherches Nucléaires, plus connu sous son acronyme, le CERN.

-

5.1 Le fonctionnement

Voici une explication très simplifiée du fonctionnement d'accélération des particules qui seront ensuite collisionnées dans le LHC.

Dans cet accélérateur de particules, des protons sont accélérés à une vitesse proche de celle de la lumière et sont volontairement percutés à très haute énergie afin de produire d'autre particules qui sont ensuite étudiées et analysées grâce à des détecteurs.

Mais avant d'arriver à une telle vitesse, toute une chaine de différents accélérateurs, en partant d'un petit d'accélérateur linéaire et en finissant par le SPS ( supersynchrotron à protons), est mise en place avant de laisser entrer les protons dans le LHC.

-

5.2 Processus d'accélération

Tout d'abord, les atomes d'hydrogènes étant composés de protons et d'électrons, sont soumis à un processus basé sur le champ électrique qui permet d'enlever les électrons à l'atome d'hydrogène. Seuls les protons sont gardés pour être envoyés dans le premier accélérateur, le Linac2.

Le Linac2, a la propriété d'être un accélérateur linéaire, contrairement aux accélérateurs suivants qui eux sont circulaires.

Suite à l'isolation des protons, le Linac2 s'occupe de leur première accélération, grâce à des cavités que l'on peut voir sur l'image 1.1.

[pic 2]

(1.1 : simulation d'une chaîne de cavité radio

fréquences. Photo prise au

CERN 20.10.2016)

Les cavités sont disposées en chaîne et leur taille est croissante. Dans chacune de ces cavités, un champ électromagnétique est produit. Plus la taille de la cavité est grande, plus le champ électromagnétique est intensifié.

Les protons ressortent du Linac2 en ayant atteint l'énergie de 50 MeV.

Le Linac2 envoie ensuite ces protons dans le PSB (synchrotron à protons Booster), le PS (synchrotron à protons) et le SPS(supersynchrotron à protons) avant d'arriver enfin au LHC (large collisionneur de hadrons).

Les accélérations sont les suivantes :

A la suite du PSB, le faisceau de protons est envoyé à une énergie de 1.4 GeV dans le PS. Dans le PS, l'énergie des protons est amenée à 25 GeV

L'étape qui précède l'entrée dans le LHC est le passage dans le SPS, qui porte l'énergie des protons à 450 GeV

Tous cela dans un ordre de quelques micro secondes et de seconde à partir du PS.

(1.2 : chaine d'accélération du LHC)

[pic 3]

Une fois injectés dans le LHC, les protons sont accélérés grâce à des cavités accélératrices supraconductrices, dans lesquelles les particules sont accélérées par un champ électro statique.

Afin que ces particules suivent les courbes de l'anneau, des champs magnétiques très importants ont besoin d'être créés, à l'aide d'aimants supra conducteurs.

Les protons sont donc dirigés grâce à ce champ magnétique.

-

-

-

5.3 Collisions

Les collisions se font à quatre points précis du grand collisionneur de hadrons. Ces quatre points de collisions ont hérité du nom des détecteurs qui se trouvent à ces points de collisions.

Les quatre détecteurs de collisions sont les suivants : Alice, CMS, LHCb et Atlas.

Les collisions entre les deux faisceaux du LHC se font grâce à une déviation de chacun d'eux, soumis à un fort champ électromagnétique qui les fait se croiser.

Chaque collision est ensuite analysée puis triée, suivant l'importance et la possibilité de trouver quelque chose d'utile.

Les collisions seraient à une énergie de 13 TeV (6,5 TeV par faisceau) ce qui permettra aux physiciens d'aller plus loin dans la compréhension de la nature de notre univers.

-

5.4 But

Le but de ces collisions est d'essayer de recréer les conditions juste après l'évènement du big bang. De plus, les scientifiques sont dans l'optique de prouver l'existence d'un modèle standard, dont Peter Higgs avait déjà mentionné la possible existence.

(Boson de Higgs, finalement découvert en 2012, au CERN grâce au LHC.)

Le Boson de Higgs, aussi appelé « la particule de Dieu », aiderait à la compréhension de l'univers. Plus principalement, cette particule permettrait d'expliquer pourquoi toutes les autres particules ont une masse.

-

-

6. Les trous noirs

Afin de mieux comprendre comment et pourquoi la population a développé une crainte par rapport au lancement du collisionneur de hadrons du CERN, nous allons considérer la source de celle-ci. Les craintes étaient basées sur le risque de création de trous noirs lors des collisions des particules dans le LHC. Est-ce que ces craintes étaient fondées ? C'est la question à laquelle nous allons répondre, mais en premier lieu nous allons comprendre ce qu' est un trou noir et si, effectivement, un tel phénomène aurait pu avoir lieu sur le site du CERN.

Les trous noirs sont des objets célestes dont le champ gravitationnel empêche toute forme de matière ou de rayonnement de s’en échapper. Il y a deux types de trous noirs.

La première catégorie de trous noirs que les scientifiques ont pu voir, analyser et comprendre, sont ceux qui se forment dans l'espace, lorsque