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Enfin les premières collisions d'ions lourds au LHC !

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Depuis quelques jours au LHC, les ions de plomb avaient remplacé les protons. Les premières collisions se sont produites dimanche, elles ont été observées et mesurées à l'intérieur du détecteur Alice, l'expérience dédiée à l'étude des collisions d'ions lourds.

Une autre image des collisions qui se sont déroulées lors de la journée du 7 novembre 2010 dans le détecteur Alice. Les couleurs représentent les énergies des particules. © LHC

L'excitation est grande pour les physiciens traquant les secrets de la transition de phase qui a conduit un plasma de quark et de gluons libres à devenir un gaz de nucléons, moins d'un millionième de seconde après le Big Bang. Ce dimanche 7 novembre 2010, à 12 h 30 environ, des collisions Pb-Pb se sont produites pour la première fois dans Alice, l'un des quatre grands détecteurs équipant le LHC.

Les énergies que l'on pourra atteindre lors de ces collisions entre les ions de plomb sont en effet susceptibles de créer des conditions de pression et de température permettant aux gouttes de liquides hadroniques (que sont les protons et neutrons de ces noyaux) de se vaporiser avant de se « liquéfier » à nouveau, créant de nombreux  hadrons. On cherchera donc dans Alice à créer et étudier ce plasma de quark et de gluons, que l'on désigne aussi par l'acronyme QGP, pour Quark Gluon Plasma en anglais.

Comme prévu, beaucoup de particules sont produites dans les collisions, comme le montre cette image des collisions lors de la journée du 7 novembre 2010 dans le détecteur Alice. La multiplicité est très grande car entre 2.500 et 3.000 particules sont produites par collision de deux ions. © LHC

Des collisions peut-être en relation avec la théorie des cordes

De telles collisions ne sont pas seulement intéressantes pour sonder la physique hadronique découlant des équations de la chromodynamique quantique, ou pour mieux comprendre ce qui s'est passé au début de l'histoire de l'univers observable. Il semble qu'il y ait bel et bien une connexion entre certaines prédictions issues des équations de la théorie des cordes, liant la formation d'un plasma de quark-gluons en QCD et l'évaporation d'un trou noir en théorie de la supergravité, dans un espace-temps Anti de Sitter en 10 dimensions.

Bien que ne prouvant pas que le cosmos soit effectivement le résultat des interactions entre des supercordes tissant un espace-temps de 10 à 11 dimensions, si cette connexion était plus solidement établie par l'expérience, elle contribuerait à crédibiliser la théorie des cordes.

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