Le grand collisionneur de hadrons a redémarré vendredi après trois ans d’interruption pour des travaux de modernisation qui lui permettront de faire s’entrechoquer des protons à des vitesses encore plus grandes, dans l’espoir de faire de nouvelles découvertes révolutionnaires.
Il permettra d’étudier plus avant le boson de Higgs, dont l’existence a été prouvée en 2012, et de mettre à l’épreuve le modèle standard de la physique des particules après que des anomalies récentes ont suscité des théories sur une mystérieuse cinquième force de la nature.
“Deux faisceaux de protons ont circulé dans des directions opposées autour de l’anneau de 27 kilomètres du Grand collisionneur de hadrons” juste après midi vendredi, a déclaré le CERN, le laboratoire européen de physique, dans un communiqué.
Enterré à plus de 100 m (330 pieds) sous la frontière entre la Suisse et la France, le collisionneur est fermé depuis décembre 2018 pour des travaux de maintenance et de mise à niveau, la deuxième plus longue fermeture de ses 14 ans d’histoire.
Un “nombre relativement faible de pPour commencer, le collisionneur se laisse faire facilement” ont circulé à une énergie de 450 milliards d’électronvolts, a indiqué le CERN.
“Les collisions de haute intensité et de haute énergie ne se produiront que dans quelques mois”, a déclaré Rhodri Jones, chef du département des faisceaux du CERN.
Le CERN a déclaré que ses experts “travailleront jour et nuit” pour que le collisionneur soit prêt à établir un nouveau record de 13,6 billions d’électronvolts.
Le nombre sans précédent de collisions à venir sera également le point de départ de quatre années de collecte et d’analyse de données massives par les quatre énormes détecteurs de particules du CERN.
Quelques années passionnantes
L’observation du boson de Higgs par le Grand collisionneur de hadrons a été considérée comme une nouvelle vérification du modèle standard, qui est la meilleure théorie dont disposent les scientifiques pour décrire les éléments constitutifs de l’univers et les forces qui les gouvernent.
Mais la nouvelle phase d’exploration du collisionneur arrive à un moment intéressant, le modèle standard étant mis sous pression par une série de mesures qui ne semblent pas s’inscrire dans son cadre.
Au début du mois, plus de 400 scientifiques ont déclaré qu’après une décennie de mesures, ils avaient découvert que le boson W avait une masse nettement supérieure à celle prévue par le modèle standard.
Harry Cliff, physicien des particules à l’Université de Cambridge, a déclaré que la mise à niveau du collisionneur signifie que “les années à venir seront passionnantes”.
Cliff étudie les particules appelées quarks de beauté au Large Hadron Collider beauty (LHCb) et a déclaré qu’elles “ne se comportent pas comme nous nous y attendions” dans le cadre du modèle standard.
“Toutes ces anomalies pourraient être expliquées par une seule nouvelle force”, a déclaré Cliff à l’AFP.
Il y a actuellement quatre forces fondamentales de la nature connues – la gravité, l’électromagnétisme, et les forces nucléaires forte et faible – et une cinquième force serait une “très grosse affaire”, a-t-il dit.
Une autre explication pourrait être que nous en savons moins que nous le pensions.
Il se pourrait que “nous ne regardions en fait qu’un coin de l’image, et qu’il y ait une image beaucoup plus grande où le modèle standard a beaucoup de sens”, a déclaré Cliff.
Dans tous les cas, ce serait “une étape sur la voie d’une compréhension plus unifiée des ingrédients de base de l’univers”, a-t-il dit.
L’une des plus grandes lacunes du modèle standard est qu’il ne tient pas compte de la matière noire, qui est censée constituer une part importante de l’univers.
Jusqu’à présent, le Grand collisionneur de hadrons n’a trouvé aucun signe de matière noire.
“De par sa nature, elle est difficile à détecter”, a déclaré Cliff.
Mais il a ajouté que “ce serait une grande avancée, si nous pouvions trouver une particule de matière noire”.
