Cern

Dix ans après l'annonce de la découverte du boson de Higgs le 4 juillet 2012, le CERN s'apprête à aller encore plus loin dans l'infiniment petit.

"Nous attendons avec intérêt des mesures de la désintégration du boson de Higgs en particules de deuxième génération telles que les muons. Une nouvelle période d'exploitation du Grand collisionneur de hadrons (LHC), avec une énergie record, démarre mardi. Par rapport aux périodes d'exploitation précédentes, ces modifications leur permettront de collecter des échantillons de données beaucoup plus grands et de meilleure qualité. Les détecteurs ATLAS et CMS s'attendent à enregistrer plus de collisions pendant la troisième période d'exploitation du LHC que lors des deux périodes précédentes réunies.

Meyrin – Am Kernforschungszentrum Cern wird ein neues Kapitel aufgeschlagen: Nach einer dreijährigen Wartungspause und einer gut zweimonatigen ...

Heute existiert kein Quark-Gluon-Plasma mehr, der Zustand lässt sich aber für Bruchteile von Sekunden am LHC erzeugen – und soll nun mit einer noch nie dagewesenen Genauigkeit untersucht werden. Zwei der grossen Teilchendetektoren, Atlas und CMS, werden in Run 3 voraussichtlich mehr Kollisionen aufzeichnen als in den beiden vorangegangenen zusammen, teilte das Cern mit. Mehr als drei Jahre mussten sich Teilchenphysikerinnen und -physiker gedulden, weil der unterirdische, ringförmige Teilchenbeschleuniger LHC gewartet und modernisiert sowie die Teilchendetektoren aufgerüstet wurden.

Le 4 juillet 2012, le monde apprenait la découverte du boson de Higgs. Dix ans pile après cet événement historique, les installations du LHC - qui sortent ...

Mais avec les jouvences réalisées ces trois dernières années, « nous allons avoir accès à des particules sondes contenant des quarks lourds, à la fois produites en faible nombre et aux modes de décroissance exotiques, de quoi enfin accéder à une description plus détaillée et sélective des propriétés de ces sondes », poursuit le chercheur. « C’est très important pour contraindre les modèles de l’histoire de l’Univers et les extrapoler jusqu’à l’ère de Planck durant laquelle le cosmos à peine sorti du Big Bang n’était encore qu’une bouillie de particules quantiques », décrit Stefano Panebianco. Comme l’explique Yves Sirois, au Laboratoire Leprince-Ringuet 3 (LLR) et membre de l’expérience CMS, cette mesure touche à l’un des plus grands mystères de la matière : « On observe que les particules de matière s’organisent en trois familles parfaitement identiques sans que l’on sache pourquoi. « Il y a là un lien profond avec l’histoire de l’Univers, précise Yves Sirois. En effet, on sait que juste après le Big Bang, les particules n’avaient pas de masse, ce qui signifie que le champ de Higgs présentait une structure différente. Celle-ci a-t-elle évolué partout en même temps dans le cosmos, ou bien par croissance de régions de plus en plus vastes ? Nous n’en savons rien, de même que nous ne savons pas si le champ de Higgs, dans sa structure actuelle, est définitivement stabilisé ou pas. Au programme du run 3, l’étude précise des propriétés du boson de Higgs sera également l’une des priorités. Lors des runs 1 et 2, les expériences ont révélé la façon dont la particule interagit avec les quarks top et beau, de même qu’avec le lepton tau, et les bosons W et Z qui véhiculent l’interaction faible. De même des distributions angulaires « non standards » dans la manière dont sont émis certains produits de désintégration de ces particules ont été observées. « À cette heure, ces écarts ne sont pas encore statistiquement suffisamment significatifs pour conclure, mais ils pourraient se renforcer et finir par dessiner un paysage cohérent en faveur d’une physique inconnue », s’enthousiasme Marie-Hélène Schune. En particulier, au-delà de l’observation de particules nouvelles, les scientifiques traqueront à la loupe de possibles écarts à ce que prévoit le modèle standard dans différents canaux de désintégration de particules. De fait, les données enregistrées au cours des « runs » précédents ont révélé plusieurs « anomalies » dans la manière dont certains mésons beaux se désintègrent soit en électrons, soit en muons. Concrètement, cette exploration empruntera de multiples voies complémentaires, en particulier auprès des expériences Atlas et CMS dites expériences « généralistes ». La première consiste à rechercher la trace de particules inconnues dans le lot de celles apparues lors des collisions entre protons. Après une vaste cure de jouvence de l’ensemble des installations du LHC, l’énergie et la fréquence des collisions ont été augmentées, de même que la capacité des détecteurs à en récolter les produits. À la clé, un concentré d'énergie cinétique qui, en vertu de l’équivalence entre énergie et masse, se mue en gerbes de particules qui témoignent des processus à l’œuvre dans l’intimité de la matière. Pour autant, dès la conception du LHC, les spécialistes de la matière lui ont assigné une autre mission : celle de les mettre sur la piste d’une nouvelle physique, ou physique « non standard », non décrite par ledit modèle. De fait, entre matière noire, absence d’antimatière dans l’Univers, accélération de l’expansion cosmique, incohérences formelles…

Il y a 10 ans, le 4 juillet 2012, le Cern annonçait qu'il avait confirmé l'existence d'une particule mythique donnant sa masse aux particules élémentaires ...

Effectuer une étude détaillée des propriétés du boson de Higgs se fait plus facilement et plus rapidement avec des collisions de leptons, comme les électrons, au lieu de hadrons. Tester la validité du modèle standard avec le boson de Higgs se fait donc à trois niveaux, d'abord démontrer l'existence du boson, ensuite celle des couplages de Yukawa et enfin du mécanisme BEH lui-même. On n'entrera pas dans la description complète de ce mécanisme mais les curieux pourront consulter à ce sujet les explications qu'a données lui-même pour le public cultivé le prix Nobel François Englert dans la vidéo terminant cet article. Si ce projet venait à se réaliser, il commencerait sous la forme d'un collisionneur électron-positron. Le LHC avait fait de même avec le LEP qui l'avait précédé dans son tunnel actuel. Mais il est malheureusement possible aussi que le modèle standard reste valable jusqu'à des énergies que, même avec un collisionneur de la taille de la Terre, nous ne pourrions pas atteindre. Une présentation du projet du futur collisionneur circulaire du Cern : le FCC. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Le champ du boson BEH serait en quelque sorte l'air, et les ondes sonores, les équivalents des paquets d'énergie des bosons de Higgs dans le champ. Sonder l'existence et la forme précise du mécanisme BEH revient donc à déterminer et mesurer certaines réactions. En l'occurrence, le terme aH3 indique qu'un boson BEH doit pouvoir produire une paire de boson de Higgs et le terme bH4 un triplet. On sait qu'il est récemment apparu une anomalie dans la détermination de la masse du boson W, mais on doit encore rester prudent à son sujet. Il était impossible de doter d'une masse les particules associées à ces champs avant la découverte d'un mécanisme dit de brisure de symétrie rendu possible par l'existence du champ du boson de Higgs. Sans masse, les bosons de jauge auraient dû avoir une portée infinie, comme les photons, en contradiction avec les expériences qui les confinaient au monde des hadrons dans les noyaux atomiques. Un documentaire sur la vie du prix Nobel de physique Hideki Yukawa raconté par son fils avec des images inédites d'Einstein. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Il s'agit de relations mathématiques similaires à celles postulées au début des années 1930 par le physicien japonais Hideki Yukawa pour son modèle des forces nucléaires fortes entre les protons et les neutrons à l'aide de l'échange d'une particule massive, le pion, encore appelé méson pi. C'est donc l'anniversaire de la découverte du boson de Higgs et un petit bilan à son sujet s'impose grâce aux explications de Julien Baglio, physicien théoricien au Cern.

Le 4 juillet 2012, l'insaisissable particule prédite depuis 1964 était enfin observée dans le grand collisionneur de hadrons (LHC) du Cern, à Genève.

Cette difficulté, résumée sous le terme de problème de hiérarchie, constitue la principale énigme posée par la masse du boson de Higgs. Olcyr Sumensari, physicien théoricien au sein du Laboratoire de physique des deux infinis Irène-Joliot-Curie (IJCLab), à Orsay (Essonne), confirme : "La physique est caractérisée par la séparation d'échelles. Pour expliquer le mouvement d'une voiture, je n'ai pas besoin de la théorie de la relativité. Et d'une manière générale, nous n'avons pas besoin de la physique des hautes énergies pour comprendre la physique de basse énergie. Sauf dans le cas de ce boson de Higgs." Ce problème prend des proportions considérables lorsque l'on songe que la valeur dans le vide du champ de Higgs (qui est au boson ce que l'océan est à la molécule d'eau) est responsable de la masse de toutes les particules connues. Seulement, elles ne représentent qu'environ 5 % du total de toute la matière et de l'énergie contenues dans l'Univers. Aucune ne correspond à la matière noire (25 %), ni à l'énergie noire responsable de l'accélération de l'expansion de l'Univers (70 %). Le modèle standard n'explique pas non plus la disparition de l'antimatière alors que nous devrions en observer autant que de matière. Dix ans plus tard, force est de constater que la découverte du boson de Higgs n'a pas permis de percer tous les mystères du modèle standard. Par exemple, nous n'aurions jamais dû pouvoir observer les plus massives d'entre elles avec nos détecteurs : le boson W, le boson Z… Je me demande même si les atomes auraient pu se former car les réactions nucléaires entre protons et neutrons qui composent les noyaux seraient aussi changées." Évidemment, la solution la plus simple serait d'admettre qu'il n'y a pas de nouvelle physique au-delà du modèle standard. Enfin, d'autres questions se posent concernant la particule elle-même. Pour Cédric Delaunay, "nous ignorons encore la façon précise dont le boson de Higgs agit pour donner leurs masses aux particules. Seulement, elles ne représentent qu'environ 5 % du total de toute la matière et de l'énergie contenues dans l'Univers. Aucune ne correspond à la matière noire (25 %), ni à l'énergie noire responsable de l'accélération de l'expansion de l'Univers (70 %). Le modèle standard n'explique pas non plus la disparition de l'antimatière alors que nous devrions en observer autant que de matière. Dix ans plus tard, force est de constater que la découverte du boson de Higgs n'a pas permis de percer tous les mystères du modèle standard. Pour le modèle standard de la physique des particules, qui décrit l'ensemble des particules, c'est un triomphe… Peter Higgs, François Englert et Roger Brout proposent donc une explication à la masse inertielle des particules élémentaires en imaginant qu'elles baignent dans un champ de Higgs. Tout se passe alors comme si une balle de ping-pong se déplaçait dans du miel. Le champ de Higgs freine ainsi bien plus le muon que l'électron. En revanche, il n'a aucune action sur le photon dont on dit alors qu'il n'a pas de masse. Le fameux boson de Higgs, "la particule de Dieu " comme l'avait surnommée avec emphase le prix Nobel de physique américain Leon Lederman, a finalement été piégé par deux détecteurs du LHC, Atlas et CMS. Dans l'amphithéâtre comble, les regards se tournent vers un homme de 83 ans en chemise blanche qui essuie ses lunettes embuées de larmes. Pour le modèle standard de la physique des particules, qui décrit l'ensemble des particules, c'est un triomphe… Ce sont des particules élémentaires, elles ne sont pas faites de matière, elles la constituent. Le fameux boson de Higgs, "la particule de Dieu " comme l'avait surnommée avec emphase le prix Nobel de physique américain Leon Lederman, a finalement été piégé par deux détecteurs du LHC, Atlas et CMS. Dans l'amphithéâtre comble, les regards se tournent vers un homme de 83 ans en chemise blanche qui essuie ses lunettes embuées de larmes.

Dix ans presque jour pour jour après la confirmation expérimentale du Boson de Higgs, le LHC revient aux affaires pour quatre ans de science à la pointe de ...

La relativité générale, formalisée par Einstein, décrit le comportement des objets les plus massifs de l’univers. Le modèle standard, de son côté, s’intéresse aux plus petites particules. Il fait notamment partie des clés de voûte du modèle standard de la physique des particules. Et dans ce contexte là, le boson de Higgs représente un sujet d’étude très intéressant; il fait partie de ces éléments dont l’étude permet de pousser les modèles actuels jusqu’à leur point de rupture pour connaître leurs limites. Ce n’est pas un hasard s’il est parfois surnommé “particule de Dieu“; ce boson est intimement lié à certaines des questions les plus brûlantes de la physique fondamentale moderne. Très sommairement, l’intérêt des machines de ce genre est d’accélérer des particules élémentaires – celles qui composent les atomes à la pus petite échelle – pour les faire entrer en collision à une vitesse folle. Et demain, pour l’anniversaire de sa découverte de l’illustre boson de Higgs, il va enfin passer à la phase concrète de ce troisième round d’expérimentation.

Après des années de maintenance et une période de rodage, l'accélérateur de particules LHC du CERN est prêt à reprendre du service avec une énergie record :

Après cette période de test, les scientifiques sont désormais prêts à entrer dans la nouvelle phase opérationnelle – appelée Run 3 – avec les soi-disant « faisceaux stables » de protons, qui exploiteront l’énergie sensationnelle de 13,6 billions d’électron-volts (TeV) pour l’analyse des collisions. . « Nous focaliserons les faisceaux de protons aux points d’interaction sur une taille de faisceau inférieure à 10 microns, pour augmenter le taux de collision. Cela permettra non seulement de mieux comprendre la particule susmentionnée, mais ouvrira également la porte à de nouvelles découvertes potentielles sur la matière noire et l’énergie, les propriétés de la matière dans des conditions de densité et de températures extrêmes, et bien plus encore.

Der 26 Kilometer lange Beschleunigerring in Genf läuft wieder an. Man will dem Standardmodell und Theorien jenseits des Standardmodells auf den Grund gehen.

In dieser Zeit möchten die Physikerinnen und Physiker nicht nur dem Higgs-Boson, dem Standardmodell und Theorien jenseits des Standardmodells genauer auf den Zahn fühlen, sondern auch dem Quark-Gluon-Plasma. Diese exotische Materieform füllte wenige Millionstel Sekunden nach dem Urknall das Universum während eines Wimpernschlags aus. Zwei der grossen Teilchendetektoren, Atlas und CMS, werden in Run 3 voraussichtlich mehr Kollisionen aufzeichnen als in den beiden vorangegangenen zusammen, teilte das Cern mit. Mehr als drei Jahre mussten sich Teilchenphysikerinnen und -physiker gedulden, weil der unterirdische, ringförmige Teilchenbeschleuniger LHC gewartet und modernisiert sowie die Teilchendetektoren aufgerüstet wurden.

La découverte du boson de Higgs au CERN en 2012 avait suscité l'émoi de la communauté scientifique. Depuis, l'étude des propriétés de cette particule ...

Parce qu’elle est au centre du modèle standard – modèle théorique de l’infiniment petit proposé il y a quarante ans – décrivant toutes les particules élémentaires de l’Univers et leurs interactions. Depuis, l’étude des propriétés de cette particule confirme toujours la structure du modèle standard de l’Univers, mis à part certaines anomalies. La découverte du boson de Higgs au CERN en 2012 avait suscité l’émoi de la communauté scientifique.

Nach mehrjähriger Pause wird am Kernforschungszentrum Cern die Fahndung nach Teilchen wiederaufgenommen – auch Dunkle Materie will man aufspüren.

Heute Nachmittag werden – wenn alles nach Plan läuft – die Detektoren eingeschaltet. Heute Nachmittag werden – wenn alles nach Plan läuft – die Detektoren eingeschaltet. Der denkwürdige Moment kann per Livestream ab 16 Uhr mit verfolgt werden.

Zehn Jahre nach dem Nachweis des Higgs-Teilchens laufen am Dienstag neue Experimente im weltweit grössten und leistungsstärksten Teilchenbeschleuniger LHC ...

Im Vergleich zum ersten Durchlauf des Teilchenbeschleunigers wird es nun 20 Mal mehr Kollisionen geben. - Bei den dadurch verursachten Kollisionen von Protonen können die Teilchen «aufgebrochen» werden, um ihre Bestandteile und Wechselwirkungen zu untersuchen.. Zehn Jahre nach dem Nachweis des Higgs-Teilchens laufen am Dienstag neue Experimente im weltweit grössten und leistungsstärksten Teilchenbeschleuniger LHC an.

Die Entdeckung des Higgs-Teilchens glückte gleich in der ersten Messperiode (2010 bis 2013) des „Large Hadron Collider“ (LHC). In der zweiten Laufzeit zwischen ...

„Der Atlas-Detektor ist im Grunde genommen eine riesige Kamera, die viele Millionen Teilchenkollisionen pro Sekunde ‚fotografiert‘“, veranschaulicht Professor Volker Büscher von der Universität Mainz. Prallten die Protonen während der zweiten Messperiode noch mit 13 Billionen Elektronenvolt (TeV) aufeinander, so werden es künftig 13,6 TeV sein. Die Mainzer Physiker haben das sogenannte Trigger-System optimiert, das in Echtzeit entscheiden kann, ob ein Bild interessant ist oder nicht. Noch spannender wäre indes, wenn die Entdeckung weiterer, bislang unbekannter Teilchen, gelingen würde. Zwei Experimente ( Atlas und CMS) hatten damals die Existenz des bereits vor Jahrzehnten vorhergesagten Teilchens unabhängig voneinander belegen können. Das war ein großer wissenschaftlicher Durchbruch, für den im Folgejahr 2013 ein Physik-Nobelpreis vergeben wurde. Juli vor zehn Jahren wurde beim Cern die Entdeckung des Higgs-Teilchens bekannt gegeben.

Nach einer dreijährigen Modernisierungspause wurde der Large Hadron Collider (LHC) im April wieder in Betrieb genommen, um seinen dritten Durchlauf ...

Doch die CERN-Forscher blicken längst weiter in die Zukunft und planen einen neuen Beschleuniger: Der Ringtunnel des Future Circular Collider (FCC) soll 100 Kilometer lang sein. Die höhere Energie wird es den Wissenschaftlern ermöglichen, das Higgs-Boson weiter zu untersuchen, dessen Nachweis das CERN am 4. Es gebe noch viel über das Boson zu lernen, sagt der deutsche Physiker Joachim Mnich, Forschungsleiter des CERN. "Ist es ein Elementarteilchen oder ein zusammengesetztes? "Wir streben eine Rate von 1,6 Milliarden Proton-Proton-Kollisionen pro Sekunde an", sagt CERN-Forscher Mike Lamont. Je heftiger diese Kollisionen sind, desto besser können die Teilchen "aufgebrochen" werden, um ihre Bestandteile und Wechselwirkungen zu identifizieren. Zehn Jahre nach der Entdeckung des Higgs-Teilchens laufen neue Experimente im weltweit größten und leistungsstärksten Teilchenbeschleuniger LHC in der Nähe von Genf an. Nach einer dreijährigen Modernisierungspause wurde der Large Hadron Collider (LHC) im April wieder in Betrieb genommen, um seinen dritten Durchlauf vorzubereiten.

Nach dreijähriger Pause sollen in dem technisch aufgerüsteten Teilchenbeschleuniger LHC wieder Protonenkollisionen gemessen werden. Die Experimente, die den ...

Die Experimente, die den physikalischen Gesetzen des Universums auf den Grund gehen, sollten am Dienstagnachmittag in der Anlage der europäischen Organisation ...

Das Teilchen bestätigt die Existenz des sogenannten Higgs-Feldes, das den Elementarteilchen ihre Masse verleiht. «Das ist eine signifikante Steigerung, die den Weg für neue Entdeckungen ebnet», sagte Mike Lamont, der Technikchef beim Cern. Einen grossen Durchbruch konnte das Cern vor zehn Jahren mit der Entdeckung des Higgs-Bosons vermelden.

2012 verkünden Physiker nach jahrzehntelanger Suche die Entdeckung des "Gottesteilchens" Higgs-Boson - aber es gibt noch viele offene Fragen.

Doch die CERN-Forscher blicken längst weiter in die Zukunft und planen einen neuen Beschleuniger: Der Ringtunnel des Future Circular Collider (FCC) soll 100 Kilometer lang sein. Die höhere Energie wird es den Wissenschaftlern ermöglichen, das Higgs-Boson weiter zu untersuchen, dessen Nachweis das CERN am 4. Es gebe noch viel über das Boson zu lernen, sagt der deutsche Physiker Joachim Mnich, Forschungsleiter des CERN. "Ist es ein Elementarteilchen oder ein zusammengesetztes? "Wir streben eine Rate von 1,6 Milliarden Proton-Proton-Kollisionen pro Sekunde an", sagt CERN-Forscher Mike Lamont. Je heftiger diese Kollisionen sind, desto besser können die Teilchen "aufgebrochen" werden, um ihre Bestandteile und Wechselwirkungen zu identifizieren. Zehn Jahre nach der Entdeckung des Higgs-Teilchens laufen neue Experimente im weltweit größten und leistungsstärksten Teilchenbeschleuniger LHC in der Nähe von Genf an. Nach einer dreijährigen Modernisierungspause wurde der Large Hadron Collider (LHC) im April wieder in Betrieb genommen, um seinen dritten Durchlauf vorzubereiten.