Configurations géométriques possibles pour le détecteur de surface MATHUSLA au HL-LHC. L'ombrage gris indique les zones supposées être sensibles aux désintégrations LLP. Le détecteur de surface est un bâtiment carré de 200 m², centré le long de la ligne de faisceau. Crédit :arXiv : 1606.06298 [hep-ph]
Une petite équipe de physiciens qui comprend Jessie Shelton de l'Université de l'Illinois et David Curtin de l'Université de Toronto a rédigé un article et l'a présenté lors de la réunion de l'American Physical Society de cette année décrivant un moyen possible de détecter les particules émises par le Large Hadron Collider. Leur idée consiste à construire un nouveau bâtiment près du LHC pour abriter une suite de détecteurs de particules à longue durée de vie.
Tout l'intérêt de dépenser des milliards de dollars pour construire le LHC était de progresser dans la compréhension de l'univers et de son fonctionnement. Les chercheurs espéraient en savoir plus en détectant les particules les plus élémentaires en brisant des protons ensemble à grande vitesse et en regardant les morceaux alors qu'ils étaient expulsés comme des éclats d'obus dans l'explosion d'une bombe, dont beaucoup avaient déjà été théorisés. Le boson de Higgs était le plus connu. Mais depuis cette observation monumentale, les chercheurs ont commencé à se demander si le LHC trouvera un jour certaines des autres particules proposées. Et il y a un autre problème - le Higgs s'est avéré avoir une masse plus petite que la théorie ne le suggérait, ce qui signifie que soit la théorie n'était pas tout à fait correcte, ou une partie de sa masse a été perdue lors de la collision.
En l'absence de nouvelles découvertes dans les années qui ont suivi la découverte de Higgs, les chercheurs commencent à s'impatienter. Certains physiciens se demandent si les autres particules pourraient un jour être observées, tandis que d'autres ont commencé à remettre en question les hypothèses de base sur de telles particules, comme combien de temps ils existent après une collision. Comme Shelton l'a noté lors de la présentation du document de l'équipe, les détecteurs du LHC ont été configurés pour ne rechercher que ceux qui vivent très peu de temps. Mais, elle se demandait, et s'ils duraient plus longtemps que prévu ? Elle et le reste de l'équipe ont proposé de construire un bâtiment près du LHC qui abriterait d'autres détecteurs pour noter la présence de particules à vie plus longue qui ont complètement quitté le collisionneur. Un tel bâtiment, ils disent, serait séparé du LHC par plusieurs mètres de granit, qui servirait de filtre pour d'autres débris de particules.
L'équipe a nommé le nouveau projet proposé Hodoscope à synchronisation massive pour particules neutres ultra stables, ou MATHUSLA, pour faire court. Ils croient qu'il pourrait être construit pour le coût relativement bas de seulement 50 millions de dollars.
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