Le Grand Collisionneur de Hadrons.. en 60 secondesLe Grand Collisionneur de Hadrons (Large Hadron Collider) vient d’entrer en fonctionnement. Il est situé dans un anneau de
27 kilomètres et enterré à
100 m sous terre à la frontière franco-suisse, près de Genève. Dans quelques mois, le LHC sera le plus puissant des accélérateurs de particules au monde. Des protons (ou des ions) de très haute énergie circulant dans deux faisceaux tournants à contre-sens se choqueront les uns contre les autres, dans le but de rechercher des indices de la supersymétrie, de la matière noire et de l’origine de la masse des particules élémentaires.
Les faisceaux se composent des paquets contenant des centaines de milliards de protons chacun. Voyageant quasiment à la
vitesse de la lumière, ils seront injectés, accélérés, et maintenus en circulation pendant des heures, guidés par des milliers d’aimants supraconducteurs puissants.
Dans la majeure partie de l’anneau, les faisceaux voyagent dans deux lignes sous vide séparées, mais en quatre points d’interactions, il se heurtent au cœur des expériences principales, appelées
Atlas,
CMS,
Alice et
LHCb. L’énergie des protons (ou des ions) est transformée au moment du choc en une myriade de particules exotiques, que les détecteurs de ces quatre expériences observeront avec attention.
Les détecteurs pourront voir jusqu’à
600 millions de collisions par seconde et les expériences scruteront les données pour y déceler les signes d’événements extrêmement rares, tels que la création du très recherché
boson de Higgs(particules élémentaires prévue par le modèle standard mais qui n'a encore jamais été observé.)
Le plus grand accélérateur au monde :
L’accélérateur du LHC est en fait la plus grande piste de course du monde. Tout au long de ses 27 km de tunnel, à 100 m sous terre, les particules sont lancées à 99,9999991% de la vitesse de la lumière et vont effectuer
11 245 fois le tour de l’accélérateur par seconde. Deux faisceaux de protons voyageront chacun à une énergie maximum de 7 TeV, permettant ainsi des collisions frontales de 14 TeV, ce qui donnera lieu à quelque 600 millions de collisions par seconde.
Le plus gros frigo du monde :
Des circuits cryogéniques sont nécessaires au fonctionnement des aimants supraconducteurs. Pour refroidir ces derniers, on commence par faire circuler de l’azote liquide afin de descendre à une température de 80 K
(soit -193,2° C). Au total, il faut
12.000 tonnes d’azote liquide pour l’ensemble des enceintes cryogéniques. Puis on passe à l’hélium liquide pour abaisser la température de 80 K à 4,5 K. Cent tonnes d’hélium liquide circulent alors dans les parties froides du LHC. Finalement, on atteint la température de 1,9 K en procédant à un pompage dit « cryogénique » : en diminuant la pression de l’hélium jusqu’à 18 millibars, on diminue la température de l’ensemble jusqu’à une valeur... glaciale
. Des pompes qui garantissent le vide dans les chambres où circulent les faisceaux, et d’autres consacrées au vide nécessaire pour le système cryogénique. Au total, quatre systèmes de pompage, chacun de 27 km de long, courent le long du tunnel du LHC.
Le complexe des accélérateurs du Cern :
Le LHC n’est en effet pas une machine isolée : elle est alimentée par une succession d’accélérateurs interconnectés. Les protons sont ainsi accélérés et formés en faisceaux dans quatre machines de plus en plus grandes, avant d’être injectés à une énergie de 450 GeV dans l’anneau de 27 kilomètres de circonférence du LHC. Les faisceaux y sont ensuite accélérés jusqu’à une énergie 15 fois plus élevée, de 7000 GeV, avant d’entrer en collision au centre des détecteurs. Chaque faisceau est formé d’environ 3000 paquets de protons, chaque paquet contenant jusqu’à 100 milliards de protons. Pour maintenir des protons animés d’une telle énergie sur des trajectoires stables à l’intérieur des anneaux, il faut appliquer un champ magnétique très puissant de 8,3 teslas. Pour atteindre un tel champ, on a construit environ
9000 aimants dont les bobinages sont faits d’un matériau supraconducteur qui nécessite un refroidissement permanent pour conserver ses qualités.
Les Craintes autour du grand accélérateur de particules :
Si la presse scientifique a surtout souligné les enjeux scientifiques de l'expérience, un des aspects les plus traités par la presse généraliste est constitué par les actions en justice de quelques scientifiques qui demandent la suspension de l'expérience par crainte de création de
micro trous noirs au HLC. En astrophysique, un trou noir est décrit comme un objet engloutissant tout sur son passage, mais les trous noirs microscopiques susceptibles d'être créés au LHC ne partageraient pas cette propriété. Dans le cas où ils seraient néanmoins produits, ils seraient, du fait de leur masse, soumis au phénomène d'évaporation des trous noirs prédit par Stephen Hawking en 1975 et disparaîtraient avant d'avoir eu le temps d'absorber la matière environnante. Le phénomène d'évaporation des trous noirs n'ayant jamais été observé expérimentalement, et étant méconnu du grand public, les risques de l'expérience n'ont pas pu être réfutés formellement et sont devenus un sujet populaire.
Si toutefois ces affirmations s'avèrent fausses, le risque d'apparition d'un trou noir sur terre serait une catastrophe pour l'humanité et pour la planête, en effet, si le trou noir se stabilise et commence sa danse de la mort, la planête toute entière disparaitrait de l'univers en à peine 38 secondes engloutissant toutes matières à sa portée, viendrait ensuite le tour de la lune, mars et vénus pour s'attaquer ensuite à notre astre du jour : le Soleil... En quelques heures, toutes traces de notre système solaire disparaitrait pour l'éternité...
en construction màj 08/09/2010 
Sujet: Le HLC (Large Hadron Collider) 
