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  • Comment fonctionne le LHC ?

    Posté le 15 mai 2017

    L’animation ci-dessous commence avec une vue aérienne du CERN (près de Genève) qui montre le complexe d’accélérateurs de particules : le LHC et les 4 principaux détecteurs que sont ALICE, ATLAS, CMS et LHCb.

    Tout commence avec une source de protons qui est une simple bouteille d’hydrogène. Un champ électrique est appliqué pour retirer les électrons de l’hydrogène et ainsi produire des protons qui passent ensuite par le LINAC 2, le premier accélérateur de la chaine (qui sera bientôt remplacé par le LINAC 4). Il accélère les protons à une énergie de 50 MeV.

    Le faisceau est ensuite injecté dans le Proton Synchroton Booster (PSB), qui accélère les protons à 1,4 GeV, puis dans le Proton Synchroton (PS) qui les accélère à 25 GeV. Les protons sont ensuite envoyés dans le Super Proton Synchroton (SPS) où ils sont accélérés à 450 GeV pour finalement être transférés dans les 2 tubes de faisceau du LHC.

    Le faisceau du premier tube circule dans le sens des aiguilles d’une montre et celui du 2ème tube circule dans le sens contraire, accroissant leur énergie jusqu’à atteindre 6,5 TeV. Dans des conditions normales, les faisceaux circulent plusieurs heures dans ces tubes.

    On fait ensuite entrer en collision ces 2 faisceaux à l’intérieur des 4 détecteurs où leur énergie combinée atteint les 13 TeV. Les collisions se produisent toutes les 25 nanosecondes. Le déclencheur niveau 1 (Level-1 Trigger) effectue une sélection ultra-rapide d’évènements avant que les données arrivent aux déclencheurs niveau 2 et 3 dans la ferme de serveurs. Les évènements sélectionnés sont ensuite envoyés au centre de calcul du CERN qui effectue une reconstruction initiale des données et une copie des données pour un stockage à long terme pendant que les données brutes et reconstituées sont envoyés à la Grille de calcul mondiale du LHC (WLCG)

    L’infrastructure comprends 2 sites “Tier 0” dont l’un se trouve au CERN et l’autre à Budapest (Hongrie), ainsi que d’autres sites informatiques plus petits répartis dans le monde entier. Au fur et à mesure que les données s’accumulent, les physiciens établissent suffisamment de statistiques pour tester les prédictions théoriques, telle que la prédiction du Boson de Higgs découvert en 2012.

    Le LHC permet aux physiciens de sonder la nature de la matière. La nouvelle énergie de 13 TeV ouvre une nouvelle frontière pour la physique des particules.

    Source : CERN

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