LHC – Record d’intensité de faisceau

Aux alentours de minuit, dans la nuit du 21 au 22 avril, le LHC a battu un record d’intensité de faisceau avec une collision de faisceaux d’une luminosité de 4.67 x 10³²cm^-2s^-1. Le précédent record de 4.024×10³²cm^-2s^-1 avait été établi par le Tevatron du Fermilab.

Selon Rolf Heuer, directeur général du CERN, l’intensité de faisceau est la clé du succès du LHC. Plus l’intensité est élevée, plus il y a de données. Et plus on a de données plus le potentiel de découverte est important.

Qu’est-ce que la luminosité ?

En ce qui concerne la recherche expérimentale en physique des particules, 2 propriétés sont importantes : l’énergie et la luminosité

La luminosité donne une mesure du nombre de collisions de particules qui se produisent dans un accélérateur de particules. Plus la luminosité est élevée plus les particules sont susceptibles d’entrer en collision. La luminosité est directement liée à l’intensité du ou des faisceaux de particules employés et à la taille du point sur lequel sont concentrées les faisceaux.

Les plus fortes luminosités sont atteintes avec des installations à cible fixe où l’on peut utiliser un solide dense comme cible. Les cibles stationnaires sont souvent utilisées pour produire d’intenses faisceaux de particules qui ne peuvent pas être accélérées ou stockées dans des collisionneurs de particules à cause de leur faible durée de vie (muons, Kaons chargés ou mésons p) ou leur absence de charge électrique (neutrons ou neutrinos)

La luminosité des collisionneurs est beaucoup plus faible à cause de la faible densité des faisceaux comparé à de la matière ordinaire. Cependant, l’accroissement de l’énergie fait plus que compenser la faible luminosité.

Antimatière : un des plus grands mystères de la science

Lors du Big Bang, on pense que la matière et l’antimatière ont été produites en quantité égale. Pourtant, notre monde est fait de matière et l’antimatière semble avoir totalement disparue. Pourquoi ? Pour le savoir, les scientifiques utilisent toute une gamme de méthodes afin de déterminer si une infime différence pourrait pointer vers une explication.

Une de ces méthodes consiste à comparer l’atome d’hydrogène (constitué d’un proton et d’un électron) avec l’atome d’antihydrogène (constitué d’un antiproton et d’un positron) pour voir s’ils se comportent de la même manière. La matière et l’antimatière sont identiques, à l’exception de leur charge.

Le CERN est le seul laboratoire au monde disposant d’une installation dédiée aux antiprotons à basse énergie où l’on peut mener ce genre de recherches.

En 1995, les 9 premiers atomes d’antihydrogènes ont été produits au CERN. En 2002, les expériences ATHENA et ATRAP ont montré qu’il était possible de produire de l’antihydrogène en grande quantité, ouvrant la possibilité de mener des études détaillées.

L’expérience ALPHA, menée au Décélérateur d’antiprotons du CERN, a franchi une étape importante en développant des techniques permettant de comprendre quelle est la différence entre la matière et l’antimatière.

Hier, 17 novembre 2010, le CERN a annoncé avoir réussi à produire et capturer des atomes d’antihydrogène. Les résultats ont été publiés aujourd’hui dans le journal Nature

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LHC : Premiers résultats concernant les collisions d’ions de plomb

Les scientifiques de l’expérience ALICE du LHC viennent de révéler publiquement les premiers résultats des collisions d’ions de plomb dans 2 articles postés sur le site arXiv.org (http://arxiv.org/abs/1011.3914 et http://arxiv.org/abs/1011.3916)

Le nombre de particules chargées produites à partir de plusieurs milliers de collisions frontales a été mesuré. Environ 18000 particules sont produites à partir des collisions d’ions de plomb, ce qui est environ 2,2 fois plus que le nombre de particules produites lors des collisions d’ions d’or du RHIC (Brookhaven National Laboratory).

L’énergie des collisions d’ions de plomb du LHC était 13 fois supérieure à celle du RHIC. La prédiction d’une augmentation du nombre de particules produites semblerait évidente. Pourtant, c’est le contraire. La majorité des théories prédisait un nombre plus faible que celui mesuré par ALICE en raison d’une étrange propriété du monde des quarks et des gluons.

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LHC : comment obtient-on des ions de plomb ?

Au départ il y a un morceau de plomb pur de 500 mg et d’un peu moins de 2 cm. Il est chauffé à environ 500°C pour vaporiser un petit nombre d’atomes.

Un courant électrique est utilisé pour retirer quelques électrons de chaque atome. Ces atomes sont lentement accélérés autour de l’anneau de 27 Km du LHC jusqu’à ce qu’ils perdent tous leurs électrons et deviennent ainsi des ions.

Lorsqu’ils atteignent 1,38 TeV, on dirige les faisceaux de manière à ce qu’ils entrent en collision au centre des 3 détecteurs.

Source : Telegraph.co.uk

LHC : Premières collisions d’ions de plomb

Les premières collisions d’ions de plomb se sont produites le 7 novembre à 0h30. Les conditions stables de fonctionnement qui marquent véritablement le début de cette nouvelle phase ont été obtenues le 8 novembre à 11h20.

Les ions de plomb sont accélérés à une vitesse très proche de la vitesse de la lumière pour atteindre une énergie de 287 TeV par faisceau. Cette énergie est beaucoup plus élevée que celle obtenue avec des protons parce que les ions de plomb contiennent 82 protons.

Une température de 10 billions de °C a été atteinte : c’est 500 000 fois plus chaud que le centre du Soleil (qui est d’environ 20 millions de °C)

Le but est de recréer les conditions qui ont existé un millionième de seconde après le Big Bang.

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