Qu'est-ce que le grand collisionneur de hadrons?
Le grand collisionneur de hadrons (LHC) est un accélérateur de particules à haute énergie. L'accélérateur est financé par l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire, la plus grande organisation de physique des particules du monde, et traverse la France et la Suisse. Le grand collisionneur de hadrons est l’accélérateur de particules le plus puissant au monde. Il est capable de faire entrer en collision des protons à des énergies atteignant 14 000 milliards d’électrons-volts, ainsi que des particules plus lourdes, telles que des noyaux de fer. On espère que les expériences effectuées au Grand collisionneur de hadrons contribueront à résoudre des problèmes de physique fondamentaux, tels que la nature de la masse et l'existence de dimensions supplémentaires.
Le grand collisionneur de hadrons est situé dans un tunnel circulaire souterrain d'une circonférence d'environ 17 km, autrefois utilisé pour abriter un accélérateur de particules plus ancien. Les particules sont injectées dans le tunnel à grande vitesse dans des directions opposées, puis sont accélérées par de puissants champs magnétiques. Garder les particules dans un faisceau, pendant qu'elles circulent dans le tunnel à une vitesse proche de la vitesse de la lumière, est assez difficile; de grands aimants supraconducteurs sont nécessaires pour fournir la force nécessaire. Lorsque deux particules entrent en collision, leur énergie cinétique entre en jeu, créant une panoplie de produits de collision exotiques et de courte durée.
Le Grand collisionneur de hadrons comprend six détecteurs différents, dans le but de découvrir ce que sont ces nouvelles particules et comment elles se comportent. De nombreuses théories de la physique des particules prédisent que le Large Hadron Collider sera suffisamment puissant pour créer de nouvelles particules, telles que le boson de Higgs, ou des partenaires supersymétriques aux particules communes. Si ces particules sont détectées, elles confirmeront nos théories actuelles sur la structure de l'univers; des particules inattendues, ne faisant pas partie de la théorie actuelle, peuvent également apparaître.
On craint que le Grand collisionneur de hadrons ne crée une particule, telle qu’un strangelet stable, qui pourrait provoquer une réaction en chaîne dans la matière ordinaire et finir par détruire la Terre. Il n'existe pas de théorie unique et unifiée de la physique des particules, et certaines théories suggèrent que cela pourrait être possible, alors que d'autres l'excluent totalement. La Terre a longtemps été exposée au rayonnement de rayons cosmiques, qui contient beaucoup plus d’énergie par particule que tout ce qui est produit au Grand collisionneur de hadrons; Cependant, ces rayons peuvent avoir des propriétés différentes de celles des protons utilisés dans les expériences de physique.