Nullius In Verba
  • 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.

    Lire la suite de cette entrée »

  • LINAC 4 : Un nouvel Accélérateur Linéaire pour le CERN

    Posté le 14 mai 2017

    Le CERN a récemment inauguré un nouvel accélérateur linéaire : le LINAC 4. C’est une machine de 86 mètres de long qui se situe à 12 mètres sous terre. Il a fallu près de 10 ans pour le construire.

    Après une longue période d’essai, le LINAC 4 alimentera le complexe d’accélérateurs du CERN avec des faisceaux de particules de plus grande énergie (160 MeV au lieu de 50 MeV). L’augmentation de l’énergie ainsi que l’utilisation d’ions d’hydrogène permettra de doubler l’intensité du faisceau délivré au LHC, ce qui contribuera à accroitre sa luminosité.

    Lire la suite de cette entrée »

  • Prédiction d’un Nouveau Boson qui Interagit avec la Matière Noire : le Boson Madala

    Posté le 7 septembre 2016

    Higgs_event

    Des scientifiques du High Energy Physics Group (HEP) de l’Université de Witwatersrand (à Johannesburg, Afrique du Sud) ont prédit l’existence d’un nouveau boson (et d’un nouveau champ scalaire) qui pourrait aider à la compréhension de la matière noire.

    L’hypothèse Madala se base sur un certain nombre de caractéristiques qui apparaissent dans les données des collisions proton-proton effectuées pendant le Run I (2012) du LHC et recueillies par les détecteurs ATLAS et CMS.

    Ces caractéristiques ont été interprétées comme étant dûes à l’existence d’un nouveau boson scalaire, le boson Madala, similaire au boson de Higgs et ayant une masse aux alentours de 270 GeV (avec une signification statistique de 3 sigmas). Alors que le boson de Higgs interagit seulement avec la matière, le boson Madala interagirait avec la matière noire.

    Lire la suite de cette entrée »

  • MoEDAL : le détecteur de monopôles magnétiques du LHC

    Posté le 23 août 2016

    Comparaison_Monopoles_Dipole

    MoEDAL est un détecteur situé près de LHCb. Il emploie des méthodes non conventionnelles visant à découvrir des preuves d’une nouvelle physique, au-delà du Modèle Standard. Il est, en autres, à la recherche des monopôles magnétiques.

    Le 10 août dernier, l’expérience MoEDAL a publié son premier papier concernant la recherche de ces monopôles dans le journal JHEP (Journal of High Energy Physics). Il s’agit d’une analyse des données collectées lorsque le détecteur piège n’était encore qu’un prototype.

    Malgré le fait qu’aucun monopôle n’ait été détecté, les résultats obtenus ont permis à la collaboration MoEDAL de placer de nouvelles limites de masse, supposant un mode de production simple de ces particules hypothétiques. Le travail se porte maintenant sur l’analyse des données obtenues en 2015 avec le détecteur complet.

    Lire la suite de cette entrée »

  • A la Recherche du Monopôle Magnétique

    Posté le 22 août 2016

    Monopole_Magnetique-02Prédit par la physique quantique, le monopôle magnétique manque encore à l’appel.

    Le monopôle électrique est ce qu’on appelle plus couramment la charge électrique. Les charges électriques opposées s’attirent et les charges électriques identiques se repoussent par l’interaction des champs électriques, qui se dirigent du positif au négatif. Les monopôles électriques existent sous la forme de particules qui possèdent une charge électrique positive ou négative, tels que les protons ou les électrons.

    A première vue, le magnétisme semble analogue à l’électricité : il existe un champ magnétique avec une direction définie comme allant du Nord au Sud. Cependant nous n’avons pas trouvé la contrepartie magnétique de la charge électrique : nous n’avons jamais observé de monopôles magnétiques.

    Les aimants n’existent que sous la forme de dipôles, avec un Nord et un Sud. Quand on scinde une barre aimantée en 2 on n’obtient pas un Nord et un Sud séparés mais on obtient 2 aimants plus petits avec un Nord et un Sud chacun. Même si vous scindez cet aimant jusqu’à obtenir des particules vous obtenez toujours un dipôle magnétique.

    Lorsqu’on observe le magnétisme dans le monde, ce que l’on voit correspond exactement aux équations de Maxwell, qui décrivent l’unification des champs électriques et magnétiques. Elles ont été publiées par James Maxwell en 1861 et 1862 et sont encore utilisées en ingénierie, dans les télécommunications, pour les applications médicales, etc. Mais une de ces équations, la loi du magnétisme de Gauss, stipule qu’il n’existe pas de monopôles magnétiques.

    Le magnétisme que l’on observe dans la vie de tous les jours peut être attribué au mouvement des charges électriques. Lorsqu’une particule chargée électriquement se déplace le long d’un chemin, tel qu’un électron se déplaçant le long d’un cable, il génère un courant électrique. Ce courant induit un champ magnétique qui l’entoure.

    La 2ème cause du magnétisme implique une propriété de la mécanique quantique appellée “spin”. On peut y penser comme une particule électriquement chargée en rotation autour d’un axe plutôt que se déplaçant dans une direction particulière. Cela génère un moment angulaire (ou moment cinétique) dans la particule qui fait se comporter l’électron comme un dipôle magnétique (un petit aimant). Cela signifie que l’on peut décrire le phénomène magnétique sans avoir recours aux monopôles magnétiques.

    Mais ça n’est pas parce que nos théories de l’électromagnétisme classique correspondent à nos observations que cela implique nécessairement que les monopôles magnétiques n’existent pas.

    Lire la suite de cette entrée »