Un employé du CERN passe devant une représentation peinte de l'expérience ATLAS du LHC le 13 décembre 2011, à Genève, La Suisse. Harold Cunningham/Getty Images Si Albert Einstein était vivant le 4 juillet, 2012, J'aimerais penser qu'il aurait souri lorsque les chercheurs ont annoncé avec extase qu'ils avaient trouvé ce qu'ils croyaient être le le boson de Higgs .
Plus de 40 ans auparavant, Le physicien théoricien britannique Peter Higgs et ses collègues avaient proposé que cette particule élémentaire particulière et son champ associé étaient les raisons pour lesquelles la matière a une masse. Lorsque les scientifiques ont confirmé la théorie de Higgs au 21e siècle, il a ouvert une fenêtre sur le fonctionnement de l'univers, qu'Einstein et bien d'autres ont consacré leur vie à l'étude.
La découverte a représenté un triomphe de la science. Encore, les chercheurs ont fait la découverte non pas en regardant à travers un télescope, analyser les données recueillies à partir d'un vaisseau spatial ou même effectuer l'une des célèbres expériences de pensée d'Einstein. Ils ont trouvé Higgs au cours de décennies de recherches minutieuses dans des collisionneurs du monde entier, notamment le CERN à Genève, La Suisse. Le CERN représente le Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire (ou le Centre européen de recherche nucléaire).
Leurs recherches ont été laborieuses car la durée de vie du boson de Higgs est infiniment courte. Il se brise en plus petites particules dans beaucoup moins de temps qu'il n'en faut pour cligner des yeux. Les scientifiques devaient être sur leurs gardes pour détecter le Higgs. Par essais et erreurs, euphorie et désespoir, les scientifiques du CERN ont dépensé 10 milliards de dollars au cours des décennies pour chasser la particule insaisissable [source :Overbye].
Cette découverte a mis le CERN en première page. Encore, la plupart des gens n'ont toujours aucune idée de ce que font réellement les scientifiques du CERN. Nous pouvons aider avec ça.
Contenu
Le CERN existe depuis les années 50. Rappelons qu'à la fin de la Seconde Guerre mondiale, L'Europe était un gâchis et sa communauté scientifique une pagaille. Des scientifiques aux États-Unis, qui comprenait de nombreux cueillis d'Europe, avait pris les devants en physique. En 1949, Le physicien quantique français Louis de Broglie a proposé que l'Europe essaie de retrouver sa gloire scientifique en créant un laboratoire multinational de physique atomique.
Quelques années plus tard, Le CERN est né et s'est construit aux portes de Genève. Les 12 États fondateurs comprenaient la Belgique, Danemark, La France, Allemagne de l'Ouest, Grèce, Italie, les Pays-Bas, Norvège, Suède, La Suisse, le Royaume-Uni et la Yougoslavie. Depuis janvier 2014, 21 pays, dont Israël, Pologne et Finlande, sont membres du CERN, et chacun obtient deux places au conseil du CERN, l'organe de décision, mais un seul vote sur de telles décisions. le directeur général du CERN, Rolf Heuer en 2014, fonctionne essentiellement comme le leader.
Les États-Unis ne sont pas membres mais un État observateur , C'est, celui qui peut assister aux réunions et obtenir des informations mais pas voter sur les questions du CERN [source :CERN]. (En parlant des États-Unis, il a contribué 531 millions de dollars pour la construction de plusieurs composants du LHC.)
Le travail du CERN consistait à découvrir comment fonctionnait l'univers. Pas grave, droit? Les scientifiques ont décidé que la meilleure façon d'accomplir cette tâche monumentale était de construire des machines géantes qui projetaient des particules subatomiques les unes dans les autres. L'espoir était que ces soi-disant briseurs d'atomes donneraient aux chercheurs un aperçu de l'époque juste après la création de l'univers. Par conséquent, Le CERN a commencé à construire son tout premier accélérateur en 1957, le synchrocyclotron, qui s'est écrasé et a brisé son chemin vers 33 ans de service. Le CERN exploite désormais plusieurs accélérateurs et un décélérateur dans un complexe immobilier à cheval entre la Suisse et la France. Le coût des expérimentations est réparti sur les Etats membres [sources :Exploratorium, CERN].
D'ici 2014, 2, 400 employés à temps plein et 1, 500 à temps partiel, travaillaient au CERN, tandis que plus de 600 instituts et universités ont été autorisés à utiliser ses installations pour commencer à percer une variété de mystères, comme l'antimatière, trous noirs, et les événements qui se sont produits une fraction de seconde après le Big Bang. De plus, dix, Chaque année, des milliers de scientifiques de 113 pays, soit la moitié de tous les physiciens des particules de la planète, s'arrêtent au CERN pour effectuer des recherches. Et il n'y a pas que les scientifiques non plus. Les gens occupent une variété d'emplois, y compris des ingénieurs, physiciens expérimentateurs et même comptables. Les scientifiques des États membres obtiennent le premier accès à un poste, bien que des scientifiques chevronnés d'autres pays soient toujours pris en considération [sources :Exploratorium, CERN].
Connecter le mondeEn 1989, Tim Berners-Lee, un scientifique britannique, aidé à inventer le World Wide Web en développant un protocole de transfert hypertexte, ou http. Berners-Lee souhaitait créer un réseau d'ordinateurs interactifs afin que les scientifiques du monde entier puissent partager des données [source :CERN].
Voulez-vous appuyer sur ces boutons autant que nous le faisons ? © Denis Balibouse/Reuters/Corbis Au cœur du CERN se trouve le plus grand et le plus puissant accélérateur de particules au monde, un briseur d'atomes appelé Large Hadron Collider (LHC). (Il est si gros qu'il a son propre article.) Le LHC est composé d'un anneau de 27 kilomètres d'aimants supraconducteurs et d'une série d'accélérateurs qui projettent des particules à haute énergie à travers l'appareil comme une balle dans un canon. . Situé à 328 pieds (100 mètres) sous terre, le collisionneur projette un faisceau de protons dans une direction, tandis qu'un autre faisceau se déplace dans la direction opposée.
Kaboom ! Kablam ! Éclaboussure !
Utilisez n'importe quelle exclamation que vous voulez. À toute allure, les particules s'écrasent sur chacune d'elles à 99,9999991% de la vitesse de la lumière [source :CERN]. Chaque fois que les protons s'entrechoquent, il crée une pulvérisation complexe d'autres particules. Beaucoup de ces particules durent moins d'une seconde, mais laissent une traînée de miettes de pain subatomiques que les scientifiques peuvent suivre. Pour suivre cette piste, les scientifiques s'appuient sur deux détecteurs très complexes, qui leur permettent de voir les briques élémentaires de notre univers.
L'un de ces détecteurs est ATLAS. La machine, qui mesure environ 148 pieds (45 mètres) de long et 82 pieds (25 mètres) de haut, aidé à trouver le boson de Higgs. ATLAS est deux fois plus grand que Notre-Dame (la cathédrale, pas l'université) et pèse autant que la Tour Eiffel (celle de Paris, pas Las Vegas). Les scientifiques du CERN utilisent ATLAS et les autres détecteurs (ALICE, CMS, LHCb, LHCf) pour étudier des choses que vous lisez uniquement dans des livres de science-fiction, comme si d'autres dimensions existent ; quel type de force unificatrice pourrait être dans l'univers ; et s'il y a des preuves de matière noire. Seulement deux détecteurs, ATLAS et CMS, ont été consacrés à résoudre le mystère du boson de Higgs. Toutes les expériences au LHC sont distinctes et dirigées par une équipe mondiale de scientifiques collaborant [sources :ATLAS, CERN].
Briser des particules ensemble à presque la vitesse de la lumière est une chose; interpréter les données de ces collisions en est une autre. Les particules entrent en collision dans le LHC près de 600 millions de fois par seconde [source :Sakai]. Les informations qui émanent de ces accidents peuvent nous en dire long sur le fonctionnement interne de l'atome et les forces qui maintiennent l'atome ensemble, mais nous ne pouvons certainement pas enregistrer toutes les informations des détecteurs. Si le CERN l'a fait, ATLAS, par exemple, pourrait remplir 100, 000 CD avec des données chaque seconde. Au lieu, ATLAS, comme les autres détecteurs, ne peut enregistrer qu'un "minimum" d'informations, à peu près assez pour mettre 27 CD par minute [source :ATLAS].
Bien que ce nombre ne soit qu'une partie des informations disponibles, c'est toujours un montant écrasant. Les détecteurs transfèrent ce qu'ils trouvent au centre de données du CERN, où les techniciens et les chercheurs utilisent des ordinateurs pour reconstruire numériquement chaque collision. Lors de la reconstruction, les scientifiques mettent leurs théories sur le comportement des particules à l'épreuve. Ils comparent les collisions simulées par ordinateur aux collisions réelles. Une disparité entre les deux pourrait signifier une nouvelle science, quelque chose qui était resté inexpliqué [source :Sakai].
Chaque jour, le centre de données traite un pétaoctet d'informations. Il en faudrait 223, 000 DVD pour contenir toutes les informations dans un pétaoctet [source :McKenna]. Pour rendre les choses plus difficiles, les scientifiques examinent 30 pétaoctets chaque année, ce qui rend la nouvelle science incroyablement difficile à trouver [sources :CERN, McKenna].
Compte tenu de ces chiffres ahurissants, Le centre de données du CERN ne peut pas calculer à lui seul de tels chiffres. Au lieu, les scientifiques s'appuient sur le plus grand réseau informatique de la planète, la grille de calcul mondiale du LHC, une association de 170 centres informatiques dans 40 pays. La grille est présentée comme le « système de prise de données et d'analyse le plus sophistiqué jamais conçu pour la science ». Il exécute plus de 2 millions de tâches par jour et peut transférer 10 gigaoctets de données depuis ses serveurs chaque seconde. Sans la grille, le boson de Higgs n'a peut-être pas été découvert [source :WLCG].
Quant à Einstein, il basculerait dans la tombe s'il savait ce qui se passe au CERN, c'est-à-dire si ses amis n'avaient pas répandu ses cendres sur la rivière Delaware en 1955.
Vacances atomiquesSi jamais vous êtes en vacances à Genève, vous pouvez visiter le CERN gratuitement, mais assurez-vous de visiter le site Web d'abord et de soumettre une demande. N'oubliez pas votre passeport ou votre carte d'identité. Aussi, laissez vos enfants de moins de 13 ans (pour les visites de groupe) à la maison, avec des chaussures à talons hauts, sandales et tongs. Vous ne pouvez pas fumer non plus [source :CERN].
Je fais référence à Einstein non pas parce que je comprends même un grain de ce qu'il a enseigné au monde, mais parce que les scientifiques d'aujourd'hui essaient plutôt de s'appuyer sur les travaux d'Einstein. L'une des choses qu'Einstein a passé beaucoup de temps à étudier était le comportement des atomes et de la lumière. Ses théories ont finalement conduit à l'existence et à la découverte du boson de Higgs.
