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LHC : la saison 2 a débuté au Cern

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L'optimisme affiché par le Cern la semaine dernière concernant le redémarrage du LHC était justifié. Le 5 avril 2015, après deux ans d'arrêt, des faisceaux de protons ont à nouveau circulé dans le plus puissant collisionneur de particules du monde ainsi que dans ses détecteurs géants Atlas et CMS. Fin mars, un problème de court-circuit avait été détecté dans un des aimants du LHC retardant sa mise en service d'une quinzaine de jours.

Au centre de contrôle du Grand collisionneur de hadrons l'émotion était palpable le 5 avril 2015. À 10 h 41, un premier faisceau de protons a fait le tour du LHC, dans un sens, puis, à 12 h 27, un deuxième a accompli le même circuit en sens inverse. Ces faisceaux ont circulé à leur énergie d’injection à la sortie du SPS, c'est-à-dire 450 GeV. © Maximilien Brice, Cern

Ceux qui étaient connectés sur le blog du redémarrage du LHC le 5 avril 2015 ont pu suivre en direct le retour des faisceaux de protons dans le Grand collisionneur de hadrons. Vers 10 h 41, le premier tour de l'anneau de 27 kilomètres de circonférence à été bouclé par un de ces faisceaux. Moins d'une heure plus tard, Rolf Heuer, le directeur général du Cern, laissait libre cours à son enthousiasme en déclarant : « Le faisceau a fait le tour de la machine sans problème. C'est fantastique de voir à quel point cela se passe bien après deux années de travaux importants de maintenance et de consolidation. Tout le monde [ici] est enchanté, comme l'ensemble de la communauté de la physique des hautes énergies, j'en suis sûr ». Il rappellera un peu plus tard que « mettre les accélérateurs au service de la communauté de la physique est la raison d'être du Cern. Aujourd'hui, le cœur du Cern bat une fois de plus au rythme du LHC ».

Le chef du département Faisceaux du Cern, Paul Collier, a déclaré quant à lui : « Le retour des faisceaux dans le LHC récompense le travail intense et ardu de nombreuses équipes. C'est une grande satisfaction pour nos opérateurs d'être de nouveau aux commandes de ce qui est bel et bien un nouvel accélérateur, mis en service avec le plus grand soin, étape par étape ».

Une vidéo extraite du site « Du Big Bang au Vivant » avec des commentaires de Jean-Pierre Luminet sur le LHC. Le boson de Brout-Englert-Higgs n'avait pas encore été découvert au moment où cette vidéo a été réalisée. On cherche encore les particules de matière noire. Le site www.dubigbangauvivant.com est un projet multiplateforme francophone sur la cosmologie contemporaine. Hubert Reeves, Jean-Pierre Luminet et d'autres chercheurs y répondent à des questions en vidéo. © Groupe ECP, YouTube

Il faut dire que les ingénieurs et les techniciens du Cern peuvent être fiers du travail accompli pendant les deux dernières années qui ont fait suite à l'arrêt du LHC pour le préparer à atteindre des nouveaux sommets en énergie. Comme le rappel un communiqué du Cern le jour même du redémarrage : « L'arrêt technique du LHC a été un véritable travail de titan. Quelque 10.000 interconnexions électriques entre les aimants ont été consolidées. Des systèmes de protection des aimants ont été ajoutés et les systèmes cryogéniques, électroniques et de vide ont été améliorés et renforcés. En outre, les faisceaux seront configurés de manière à produire davantage de collisions, par un regroupement plus étroit des protons en paquets, l'intervalle de temps séparant deux paquets étant ramené de 50 à 25 nanosecondes ».

Des collisions à 13 TeV en juin 2015

Mais, pour les physiciens, les choses sérieuses ne débuteront pas avant juin 2015, une fois que les dernières étapes des tests et de la préparation du LHC menant à des collisions avec des faisceaux de protons possédant des énergies de 6,5 TeV auront été franchies. Pour le moment, les protons dans les faisceaux ayant circulé dans la version « upgradée » du LHC ne possédaient que des énergies de 450 GeV. Tout le monde attend les collisions à 13 TeV avec une luminosité accrue des faisceaux. On espère qu'elles vont permettre de pénétrer dans de nouveaux territoires de la physique des hautes énergies, ceux où se cachent peut-être les solutions aux énigmes de la matière noire et même de l'énergie noire.

Le mécanisme de Brout-Englert-Higgs continuera à être étudié. Il constitue d'ailleurs lui aussi une fenêtre potentielle sur la nouvelle physique. On continuera à tenter de percer le mystère de l'antimatière manquante dans l'univers observable ainsi que l'étude d'une phase primordiale du cosmos, celle où existait un plasma de quarks-gluons.