Collisionneur de particules Badder Cette vue aérienne montre la différence de taille entre le grand collisionneur de hadrons actuel et le nouveau futur collisionneur circulaire proposé par les physiciens du CERN. CERN

Lorsque le plus grand et le plus puissant accélérateur de particules au monde, le Large Hadron Collider (LHC) a été mis en ligne en 2008, c'est devenu la machine la plus puissante et la plus complexe que les humains aient jamais créée. Le LHC est un anneau souterrain de 16 miles (25,7 miles) de long, situé à Genève, La Suisse, et les physiciens l'utilisent pour faire entrer en collision des protons presque à la vitesse de la lumière dans l'espoir de répondre à des questions séculaires sur des problèmes extrêmement complexes comme la matière noire et les origines de l'univers.

Maintenant, l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN), qui gère le LHC, a annoncé son intention de construire un collisionneur encore plus grand pour tenter de répondre à la légion de questions qui subsistent encore sur l'univers.

Le Future Circular Collider (FCC) – comme il a été surnommé – aurait une circonférence de 62 miles (100 kilomètres), éclipser le LHC existant de 35 miles (56 kilomètres). Il aurait également 10 fois la puissance d'écrasement des atomes. Le CERN a publié sa conception et son rapport en janvier 2019. Les chercheurs espèrent mettre l'accélérateur en ligne d'ici 2050 pour un coût de plus de 22 milliards de dollars. La construction impliquerait de creuser un nouveau tunnel sous le CERN puis d'installer le matériel, y compris des aimants géants qui permettraient aux particules d'entrer en collision les unes avec les autres.

Selon le CERN, la tâche principale de la FCC sera de sonder les profondeurs de l'univers en brisant les atomes les uns contre les autres à des vitesses inimaginables — bien plus vite que le LHC. Les scientifiques étudieront ensuite ces collisions pour voir quelles nouvelles particules peuvent émerger. L'idée est d'explorer plus en profondeur les types de matière qui ont contribué à créer l'univers peu après le Big Bang. En 2012, des scientifiques travaillant au LHC ont confirmé la découverte du boson de Higgs, la soi-disant "Particule de Dieu, " qui donne à la matière sa masse.

Les physiciens espèrent que le briseur d'atomes à haute énergie proposé révélera de nouvelles particules - non découvertes par le LHC - qui nous diront comment fonctionne l'univers. Toutes ces requêtes sont intrigantes étant donné que les galaxies tournent plus vite qu'elles ne le devraient et que l'univers lui-même est en expansion rapide. Ce qui alimente ces changements est un mystère, qui théoriquement parlant, signifie que certaines particules doivent encore être découvertes.

Toujours, certains physiciens sont sceptiques quant à la nécessité d'un nouvel accélérateur de particules. Depuis la découverte du boson de Higgs, les tests au LHC n'ont révélé aucune nouvelle particule ni signe de percée majeure. Sabine Hossenfelder, chercheur à l'Institut d'études avancées de Francfort, a écrit un éditorial pour le New York Times remettant en question sa nécessité, dire entre autres, que le prix de 10 milliards de dollars à lui seul le rend discutable. Elle a poursuivi en disant que la physique théorique consiste à faire des prédictions – et à ce jour, la seule prédiction à se réaliser du LHC a été la découverte du boson de Higgs. Et pour proposer une nouvelle, grand collisionneur, trouvera plus de particules qui nous donneront des réponses sur les origines de notre univers n'est tout simplement pas vrai.

Note de l'éditeur :Depuis la publication originale de cette histoire, un physicien du CERN nous a contactés pour contester plusieurs des affirmations de Sabine Hossendfelder dans son New York Times OpEd. Plus précisément, il soutient que de nouveaux hadrons et d'autres processus rares ont en fait été observés à l'aide du LHC.

Maintenant c'est intéressant

L'une des tâches des briseurs d'atomes est de comprendre comment fonctionne la matière noire. La matière noire est difficile à repérer car elle n'interagit pas avec l'électromagnétisme. Certains scientifiques pensent que la matière noire échapperait aux détecteurs d'un accélérateur de particules, mais son existence pourrait être inférée par la quantité d'énergie et de quantité de mouvement qui "manquait" après que les particules se soient écrasées les unes contre les autres.

Publié à l'origine :25 janvier 2019