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Les futures découvertes avec le LHC : L'avis des prix Nobel

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Le 10 septembre 2008, les premiers faisceaux de protons parcourront les 27 kilomètres de circonférence du LHC. Il y a peu de temps, 500 jeunes scientifiques ont été invités à rencontrer sur le bord du lac Constance plusieurs prix Nobel. A cette occasion, certains d'entre eux ont fait part de ce qu'ils pensaient au sujet des révélations qu'apportera peut-être cette incroyable machine.

Même si un calendrier des possibles découvertes avec le LHC a déjà été proposé par certains, l'inconnu est tout de même devant nous avec ce super accélérateur de particules. C'est ce qui ressort des propos de grands physiciens nobélisés, réunis en nombre, comme tous les étés depuis 1951, à Lindau (Allemagne), au bord du lac de Constance, pour rencontrer de jeunes et brillants scientifiques du monde entier.
Ce fut l'occasion pour eux d'exprimer leurs attentes et leurs espoir sur ce que révélera peut-être les collisions de protons dans les détecteurs du LHC, comme Atlas et CMS.

David Gross : « un supermonde »

Crédit : Cern

Gross a partagé le prix Nobel de physique 2004 avec David Politzer et Franck Wilczek « pour la découverte de la liberté asymptotique dans la théorie de l'interaction forte ». Il est actuellement directeur de l'Institut Kavli de physique théorique à l'Université de Californie, Santa Barbara.

« Je m'attends à de nouvelles découvertes qui nous donneront des indices sur l'unification des forces et qui nous permettront peut-être de résoudre quelques-uns des nombreux mystères du modèle standard. Personnellement, j'attends celle de la supersymétrie au LHC, et cette énorme découverte, si elle se produit, ouvrira un nouveau monde - un "super monde". Son exploration occupera le LHC pendant vingt ans et cela nous aidera à comprendre certains des problèmes les plus profonds concernant la structure de la matière et la physique des particules élémentaires et même au-delà. La supersymétrie n'est pas seulement une belle idée spéculative, elle est fortement supportée par trois prédictions que l'on peut explorer expérimentalement avec la gamme d'énergie accessible au LHC : l'unification des forces, la hiérarchie des masses des particules et l'existence de la matière noire. Ces trois indices indirects issus des observations expérimentales pointent tous vers un domaine d'énergie de l'ordre du TeV qui peut naturellement être décrit par des extensions du modèle standard, inventées bien avant que ces indications ne soient apparues. »

Gerardus 't Hooft : « un Higgs, ou plusieurs »

Crédit : Cern.

'T Hooft a partagé le prix Nobel de Physique 1999 avec Martinus Veltman « pour l'élucidation de la structure quantique de l'interaction électrofaible ». Il est actuellement professeur de physique théorique à l'Institut Spinoza de l'université d'Utrecht.

« La première chose que nous attendons - que nous espérons voir - c'est le boson de Higgs. Je suis pratiquement certain que le Higgs existe. Mes amis disent qu'ils sont presque certains que si il existe, le LHC le trouvera. Donc, nous sommes tous préparés et nous sommes très curieux parce que nous connaissons peu de choses, expérimentalement, au sujet du Higgs à l'exception de quelques signes ténus de sa présence dans les interactions. Il pourrait y avoir plus d'un seul Higgs, et il pourrait même être composite, mais la plupart d'entre nous pensent qu'il devrait être une particule élémentaire... Mon rêve est que le Higgs apparaîtra avec un ensemble de particules que personne n'a encore prévues et qui ne se comporteront pas, en quelque manière que ce soit, comme les particules que chacun d'entre nous attend aujourd'hui. Ce serait la plus belle de toutes les possibilités. Nous devrions alors vraiment avoir du travail à faire pour déterminer comment interpréter ces résultats. »

Douglas Osheroff : « beaucoup de nouvelles particules »

Crédit : Cern

Osheroff a partagé le prix Nobel de physique de 1996 avec David Lee et Robert Richardson pour « leur découverte de la superfluidité de l'hélium-3 ». Il est actuellement professeur de physique et de physique appliquée à l'Université de Stanford.

« Le LHC est un incroyable exemple d'ingénierie, il ne fait aucun doute que des machines remplies d'hélium superfluide sur 27 kilomètres est une chose ahurissante. Toutefois, si vous examinez une petite partie de celui-ci, il est d'une technologie simple mais portée à la limite absolue de ce que l'on pouvait imaginer que l'homme atteigne jamais. Mais, bien sûr, la partie la plus fascinante du Cern ne concerne pas la cryogénie. C'est la physique des particules que nous espérons que le LHC produira... Si nous n'observons pas de Higgs, ce serait en fait un peu plus intéressant, mais j'espère qu'il y aura beaucoup de nouvelles particules et de résonances que nul n'avait jamais prévues. Ce serait vraiment excitant. »

Carlo Rubbia : « La parole est à la nature »

Crédit : Cern

Rubbia a partagé le prix Nobel de Physique de 1984 avec Simon van der Meer pour leurs travaux qui ont abouti à la découverte des bosons W et Z au Cern. Carlo Rubbia a été Directeur général du Cern de 1989 à 1993 et il y travaille toujours, poursuivant divers projets de recherche dans les domaines de la physique des neutrinos, de la matière noire et de nouvelles formes d'énergies renouvelables.

« Je pense que la nature est plus intelligente que les physiciens. Nous devrions avoir le courage de dire : "Que la nature nous dise ce qui se passe". Notre expérience du passé a démontré que dans le monde de l'infiniment petit, il est extrêmement stupide de prédire la nature de la prochaine découverte physique et d'où elle viendra. De multiples façons, ce monde nous surprendra toujours. La prochaine percée pourrait provenir de la désintégration bêta, ou des expériences en sous-sol, ou en accélérateurs. Nous devons laisser la porte ouverte à toute cette gamme de possibilités et simplement essayer de prendre plaisir avec cette science extrêmement fascinante qu'est la physique des hautes énergies. »

George Smoot : « la nature de la matière sombre »

Crédit : Cern

Smoot partage le prix Nobel de Physique 2006 avec John Mather « pour la découverte de la nature de corps noir du fond cosmique de rayonnement micro-ondes et de son anisotropie». Il travaille actuellement dans le domaine de la cosmologie au Lawrence Berkeley National Laboratory et sur le projet Planck.

« Pour un cosmologiste, une des grandes choses est que la cosmologie et la physique des hautes énergies sont en train de fusionner - ces domaines commencent à se chevaucher et ne peuvent plus se développer indépendamment. Pour le LHC, je suis très excité car il s'avère que l'une des missions dont je m'occupe, la mission Planck, a eu le même calendrier que le LHC pendant 14 ans. Nous allons probablement la lancer un peu plus tard... Je suis impatient d'en savoir plus au sujet du Higgs, parce que je souhaite voir le modèle standard achevé et compris. J'ai également l'espoir que le LHC commencera à dévoiler des dimensions spatiales supplémentaires, ce qui aurait d'énormes implications dans tous les domaines. Mais ce dont j'ai vraiment hâte, c'est la découverte de la supersymétrie ou de quelque chose qui nous montre de quoi la matière noire est faite. J'ai donc vraiment de grands espoirs, peut-être de trop grands espoirs...»

Martinus Veltman : « l'inattendu »

Crédit : Cern

Veltman a partagé les prix Nobel de physique1999 avec son ancien élève Gerardus' t Hooft « pour l'élucidation la structure quantique de l'interaction électrofaible ». Il est professeur émérite à l'Université du Michigan, Ann Arbor.

« Ce que j'attends du LHC ? C'est une vaste question. Ce que je voudrais voir c'est l'inattendu. Si celui-ci ne nous donne que ce que le modèle standard a prévu - c'est-à-dire un Higgs avec une faible masse - ce serait ennuyeux. Je voudrais quelque chose de plus excitant que cela. J'espère sincèrement que nous ne trouvons pas quelque chose de strictement conforme au modèle standard (MS) parce que nous serions alors enfermés dans une pièce close dont nous ne verrions pas la porte, alors qu il y a encore tant de questions au sujet du MS. Tout sauf les deux photons issus de la désintégration du Higgs... Mais il y a aussi la possibilité que d'autres particules se présentent dans la machine. Après tout, nous entrons dans un nouveau domaine d'énergie et peut-être verrons-nous des choses dont nous ne savions pas qu'elles existaient. C'est très excitant pour moi et j'ai du mal à supporter mon impatience... »