Cela dit, il semble également que chaque gros titre concernant le LHC menace soit de renverser le modèle actuel de la physique, soit d’ouvrir une déchirure mettant fin au monde dans l’espace-temps interdimensionnel. Compte tenu de la manière dont les informations (et la désinformation, d’ailleurs) circulent sur la particule collisionneur, nous avons élaboré ce guide simple mais exhaustif décrivant tout ce que vous pourriez vouloir savoir à ce sujet.
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Qu’est-ce que le Grand collisionneur de hadrons ?
Le Grand collisionneur de hadrons a été construit entre 1998 et 2008 et a commencé sa première période opérationnelle le 20 novembre 2009, à la suite d'une retard d'un an dû à un incident au cours duquel un défaut électrique a entraîné la fuite de plusieurs tonnes d'hélium liquide de refroidissement dans le tunnel. La construction de ce projet massif a coûté la somme colossale de 9 milliards de dollars, ce qui en fait la machine la plus chère jamais construite.
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Comme son nom l’indique, le LHC écrase des faisceaux de minuscules particules telles que des hadrons – c’est-à-dire de petites particules constituées de particules subatomiques encore plus petites appelées quarks – les uns contre les autres à des vitesses ultra-élevées. Ces faisceaux de particules sont lancés avec environ 13 téraélectronvolts (TeV) d’énergie combinée, ce qui donne lieu à des particules incroyablement denses, environ 1 000 000 de fois plus chaudes que le noyau du Soleil. C’est l’une des nombreuses raisons pour lesquelles la structure est située sous terre et pourquoi elle est refroidie à 1,9 degrés Kelvin, soit près de 1,9 degrés au-dessus du zéro absolu.
Mais ce ne sont pas les seuls chiffres impressionnants associés au LHC.
Tout au long de la boucle de 17 milles, quelque 1 600 aimants courbent et dirigent les faisceaux autour de l’immense tunnel et les uns dans les autres. Les aimants sont constitués de minuscules brins de niobium-titane enroulés et recouverts de cuivre qui, s'ils étaient défaits, pourraient atteindre le Soleil et revenir cinq fois, avec suffisamment de reste pour faire le tour de la Lune et revenir plusieurs fois au fur et à mesure Bien.
Tout ce matériau magnétique contribue à accélérer les faisceaux de particules à des vitesses très élevées, juste en dessous de la vitesse de la lumière. Lorsqu'elles entrent en collision à de telles vitesses, les minuscules particules explosent en particules subatomiques, s'écrasent et rebondissent. les uns les autres dans un environnement à haute énergie similaire aux conditions de l’univers à l’époque du Grand Claquer. Au sein de ces explosions, les chercheurs recherchent de nouveaux indices sur le fonctionnement de l’univers.
Afin de collecter et d’analyser les vastes quantités de données produites par le LHC, un réseau mondial de 170 centres de calcul répartis dans 36 pays traite chaque année des dizaines de pétaoctets de données. Le réseau est si vaste qu’il détient actuellement le record mondial Guinness du plus grand réseau informatique distribué sur Terre.
Le boson de Higgs et autres découvertes faites par le LHC
Actuellement, nous utilisons le modèle standard de physique des particules pour expliquer le fonctionnement de la physique des particules. Le modèle standard, formulé au cours du XXe siècle par divers scientifiques, est jusqu'à présent resté cohérent dans l’explication des parties de l’univers directement observables par nous – ce qui ne représente qu’environ 5 pour cent de la univers. Cela laisse les 95 pour cent restants de l’univers inexpliqués dans SM, y compris la matière noire et l’énergie noire, ainsi que toutes les forces ou interactions potentielles qu’elles exercent.
Même les pièces que nous peut observez qu’il y a des questions encore sans réponse. Le modèle standard ne tient même pas compte de la gravité et est incompatible avec la théorie de la relativité. De toute évidence, il nous reste beaucoup à apprendre.
C’est là qu’intervient le LHC. Jusqu’à présent, les expériences du LHC ont confirmé l’existence du boson de Higgs, alias « la particule divine », qui constitue un élément important aspect théorique du Modèle Standard qui n'a jamais été observé jusqu'à ce qu'il soit confirmé par un test au LHC le 4 juillet 2012. Le boson de Higgs est une particule insaisissable de masse élevée qui est précisément ce qui donne de la masse à toute la matière dans l’univers – en gros, c’est ce qui permet aux choses d’exister physiquement.
D'autres particules, telles que les hadrons exotiques X(3872), Z(4430), Zc (3900) et Y(4140), ont également été étudiées. observées dans les tests du LHC, ainsi qu'un certain nombre d'autres particules élémentaires potentielles qui n'ont pas encore été confirmé.
La découverte du boson de Higgs a constitué une avancée majeure dans la compréhension des lois physiques de l’univers, mais elle a également donné lieu à encore plus de questions et de problèmes. En fait, une grande partie de ce que le LHC a découvert sur la physique des particules soulève plus de questions que de réponses en général. Les chercheurs continuent donc d’utiliser le LHC pour faire exploser des particules ensemble dans l’espoir de trouver des réponses.
La sécurité du LHC et les collisions de particules
Bien sûr, face à des quantités d’énergie aussi élevées et à des équipements coûteux et puissants, la question se pose: est-ce que tout cela est sûr? La réponse courte est oui, mais cela n’a pas empêché les gens d’émettre un certain nombre de scénarios apocalyptiques.
Des scientifiques de renom tels que Stephen Hawking et Neil Degrasse Tyson ont proposé des événements catastrophiques possibles qui pourraient survenir à la suite de l’utilisation du LHC, y compris la formation de mini trous noirs, l’oblitération de la Terre et la production de théories théoriques destructrices. particules connues sous le nom de « strangelets ». Hawking a également averti que le boson de Higgs constituait une découverte dangereuse et potentiellement destructrice et qu'elle devrait être étudiée. laissé seul.
Cependant, deux études approuvées par l'American Physical Society et commandées par l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) ont dissipé le LHC de tout problème de sécurité. En fait, comme l'a souligné dans les rapports, les types de collisions de particules produites par le LHC se produisent constamment dans tout l'univers et ressemblent aux collisions entre des rayons cosmiques de très haute énergie et la Terre, qui se produisent à des vitesses bien supérieures à celles du LHC accomplit.
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De telles inquiétudes de la part de personnalités scientifiques majeures ont conduit à une surabondance de théories du complot concernant le LHC. Les théories les plus créatives autour d'Internet prétendent que le CERN utilise le LHC pour ouvrir des portails vers l'enfer, pour nous transporter vers des réalités alternatives et pour communiquer avec des êtres malveillants. Toutefois, celles-ci ne font qu’effleurer la surface. Le fait que les chercheurs discutent ouvertement de la possibilité que le LHC aide à découvrir des preuves de l’existence de plusieurs univers ou d’autres dimensions au sein du nôtre ne fait qu’alimenter le feu de la conspiration.
Un aspect important de bon nombre de ces théories du complot est le lien entre le CERN et la déesse hindoue de la création. et de destruction, Shiva, qui sert de mascotte au LHC et fait ériger une statue à l'entrée du LHC. Beaucoup prétendent qu’il s’agit d’un aveu subtil qu’il se passe quelque chose de bien plus surnaturel au CERN. En réalité, la présence de la statue s’explique facilement; c'était un cadeau du gouvernement indien pour célébrer l'achèvement du LHC et le CERN a estimé Le statut de Shiva en tant que déesse de la création et de la destruction était une métaphore appropriée pour le LHC. fonction.
Quelle est la prochaine étape pour le LHC et la physique des particules
Alors maintenant que les chercheurs ont utilisé le LHC pour trouver le boson de Higgs, quelle est la prochaine étape pour la superstructure? La découverte du boson de Higgs n’est qu’un début. Les chercheurs espèrent découvrir d'autres types de bosons et d'autres particules élémentaires et utiliser le LHC pour commencer à tester les théorie de la supersymétrie, qui postule que chaque particule de matière a une autre contrepartie, plus grande, ailleurs dans le monde. univers.
Le LHC devrait également bénéficier d’une mise à niveau vers une luminosité élevée après 2022, ce qui augmentera le spectre dans lequel les résultats sont visibles. En termes simples, cela signifie que les chercheurs pourront mieux observer les tests, car les tunnels seront mieux éclairés.
Ceci est important pour des raisons évidentes, mais la principale préoccupation est que le LHC pourrait être à court de découvertes potentielles compte tenu de sa luminosité actuelle. Au début de la vie d'un collisionneur, le nombre de découvertes est bien plus important que plus tard, car le nombre d'objets visibles à une luminosité donnée est fini. La seule façon d’augmenter le nombre de découvertes potentielles est d’améliorer la luminosité de l’installation ou la puissance de ses instruments. La mise à niveau devrait permettre d’examiner des aspects encore plus déroutants de la physique des particules.
Les scientifiques espèrent même utiliser un jour le LHC pour jeter un coup d’œil dans le domaine de la matière noire et explorer les dimensions cachées potentielles de l’univers. C’est loin d’être sûr, mais là encore, confirmer l’existence du boson de Higgs était autrefois considéré comme une chimère. Sans jeu de mots.
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