© B. Pietrzyk/Cern © M. Brice/Cern 4 5 6 Fin juillet, s’il vous arrivait de vous interroger à voix haute sur le Big Bang, ne vous attendez pas à une intervention érudite d’un voisin de plage. Les physiciens des particules seront tous partis pour leur migration bisannuelle vers l’Ichep (International Conference on High Energy Physics), dont la version 2010 se tiendra au Palais des congrès de Paris, du 22 au 28 juillet. Rendez-vous incontournable de la physique des hautes énergies, l’Ichep réunit 900 participants du monde entier, dont 400 orateurs. Cela fait vingt-huit ans que la France n’avait pas accueilli la prestigieuse conférence, « à laquelle traditionnellement les physiciens travaillant sur les grandes expériences réservent la primeur de leurs résultats », souligne Guy Wormser, organisateur de l’événement et directeur de recherche au CNRS. On devrait notamment en savoir un peu plus sur les mesures du satellite Planck, mis en orbite en mai 2009 pour mesurer précisément le fond diffus cosmologique, relique du Big Bang, ainsi que sur l’expérimentation franco-italienne Opera, qui étudie l’oscillation des neutrinos 1. Mais la star incontestable de l’Ichep sera bien sûr le LHC, l’accélérateur de particules du Cern, qui a redémarré en novembre 2009 2. Événement à l’intérieur de l’événement, la première « apparition publique » du LHC bénéficiera de conférences dédiées à chacune de ses quatre expériences : Atlas, CMS, LHCb et Alice. Même si l’accélérateur des accélérateurs fonctionne depuis mars dernier à une énergie jamais atteinte avant lui (7 téra-électrons-volts), il ne faut pas s’attendre encore à des annonces spectaculaires, sauf surprise de dernière minute. « On est en phase de montée en puissance », révèle Yves Sirois, responsable de CMS pour l’IN2P3 du CNRS. Comprendre par-là que les physiciens augmentent de jour en jour le nombre de protons qui s’entrechoquent dans l’anneau du LHC, puis comparent les particules produites avec celles observées, dans les mêmes conditions mais seulement au bout de longs mois de labeur, par la génération précédente d’accélérateurs. « Nous avons déjà détecté des événements de production de bosons Z et W, les véhicules de l’interaction faible », s’enthousiasme le chercheur qui détaillera ces données à l’Ichep. Les trois autres équipes du LHC profiteront elles aussi du congrès pour annoncer que leurs bébés respectifs se portent à merveille et ont vu leurs premières particules. La présentation de l’équipe d’Atlas, le détecteur titanesque de 20 000 m 3, sera égayée par l’annonce d’une petite surprise : lors de l’étude des premières collisions dites inélastiques, dans lesquelles une partie de l’énergie cinétique des protons est transférée en énergie interne, les caractéristiques de certaines particules produites se sont légèrement écartées des prévisions théoriques. Ces premiers résultats sonnent l’envol du LHC. Aujourd’hui, le nombre quotidien de collisions entre protons produisant des événements intéressants est de quelques dizaines par jour. Il devrait passer à 100 000 d’ici à la fin de l’année. Or plus le nombre de collisions sera important, plus les chances d’apercevoir les événements rares que traque le LHC, comme le boson de Higgs ou les particules supersymétriques, augmenteront. Le LHC risque donc de vivre une fin d’année haute en couleur, 7 > © Collaboration Opera ZOOM 29 1 Le 30 mars, les protons du LHC s’entrechoquaient à une énergie jamais atteinte de 7 TeV. Les jets colorés de particules montrent l’événement tel qu’il a été vu par le détecteur Alice. 2 et 3 Le satellite Planck cartographie avec une précision inégalée le rayonnement fossile (l’écharpe en fausse couleur qui traverse la carte du ciel) émis peu de temps après le Big Bang. 4 Vue du détecteur CMS, l’une des quatre expériences du LHC. CMS traque les particules supersymétriques et le boson de Higgs. 5 L’événement du 30 mars vu par le détecteur LHCb. L’expérience cherche à observer la violation de la symétrie entre matière et antimatière. 6 L’image provient de l’expérience Opera, située au laboratoire souterrain du Gran Sasso de l’Institut national de physique nucléaire italien. La gerbe jaune est la première observation, quasi certaine, de la transformation d’un neutrino. Celui-ci avait été envoyé à 730 kilomètres de là, en Suisse, par les accélérateurs du Cern. De type muon lors de son émission, le neutrino s’est transformé en type tau lors de son voyage. 7 Le centre de contrôle du détecteur LHCb, le 30 mars. Le journal du CNRS n°246-247 juillet-août 2010 © M. Struik/Cern