Physique des particules

Au cœur de chaque atome, il y a au moins un proton. Ainsi la particule fait-elle l’objet de nombreuses études visant à en révéler les secrets. © Sergey Nivens, Fotolia

Sciences

Physique des particules

Des chercheurs confirment une anomalie dans la structure du proton

Alors qu'ils effectuaient des mesures de polarisation électrique sur des protons, des chercheurs ont confirmé une anomalie détectée il y a déjà quelques années. La courbe de polarisation représentée en fonction de l'énergie ne correspond pas à ce que prédit la théorie. Selon l'équipe, cette découverte remet en question la chromodynamique quantique qui décrit l'interaction forte.

Le retour du LHC au Cern, une vue d'artiste des collisions. © Peter Jurik, Adobe Stock

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Physique des particules

En direct, le LHC relancé aujourd'hui pour chasser la nouvelle physique du Big Bang

L'événement est historique et les membres de la Noosphère partout sur Terre peuvent le suivre grâce à Internet. Le Grand collisionneur de hadrons, le LHC, va battre son record d'énergie dans des collisions de protons en direct au Cern ce mardi 5 juillet 2022, ouvrant une nouvelle période d'exploration d'un territoire où se cachent peut-être les secrets d'une nouvelle physique dont les arcanes sont derrière le Big Bang. On vous explique tout.

Le retour du LHC au Cern. Illustration. © Andrey VP, Adobe Stock

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Lhc

Le LHC bat son record d'énergie pour chasser la nouvelle physique du Big Bang

La semaine dernière, le Grand collisionneur de hadrons, le LHC, avait fait à nouveau circuler des protons dans son anneau de 27 kilomètres de circonférence. Toujours avec l'objectif de repartir dans quelques mois à la chasse de nouvelles particules et à une nouvelle physique permettant peut-être de résoudre les énigmes de la matière et de l'énergie noire, les ingénieurs et physiciens du Cern viennent de battre ce 25 avril 2022 le record d'énergie pour des protons accélérés dans un collisionneur avec maintenant presque 7 TeV.

Illustration de collision de particules au LHC. © vchalup, Adobe Stock

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Physique des particules

Surprise ! Le LHC a découvert plus de 50 nouvelles particules !

Le LHC, le plus grand accélérateur de particules au monde, ne va pas tarder à entrer à nouveau en service après plusieurs upgrades. Les physiciens des particules font tout de même savoir que les données collectées dans les précédentes expériences ont finalement permis de découvrir 59 nouveaux hadrons composés de quarks.

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Des chercheurs confirment une anomalie dans la structure du proton

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En direct, le LHC relancé aujourd'hui pour chasser la nouvelle physique du Big Bang

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Le LHC bat son record d'énergie pour chasser la nouvelle physique du Big Bang

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Surprise ! Le LHC a découvert plus de 50 nouvelles particules !

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De 2015 à 2018, lors du Run 2 du LHC, le Run 1 ayant permis la découverte du boson de Brout-Englert-Higgs, les chercheurs du Cern sont partis à la chasse avec le détecteur géant Atlas à des particules exotiques dites supersymétriques ou encore portant une charge magnétique, des monopôles. Le Cern a révélé récemment l'état de cette chasse.

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Physique

Particules de matière noire supersymétriques et monopôles magnétiques, que dit le LHC ?

actualité

• 16/10/2023

Cousin lourd de l'électron, le muon se comporte comme un petit aimant en rotation et, depuis longtemps, défie les prédictions du modèle standard de la physique des particules. Laboratoire pour tester des théories peut-être invérifiables avec le LHC, comme celles concernant la matière noire, il a fait l'objet d'une longue prise de mesures avec une expérience menée par les physiciens du Fermilab, aux États-Unis, au point d'avoir peut-être atteint en 2023 le statut de découverte d'une nouvelle physique.

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Physique des particules

De possibles signes d'une cinquième force confirmés avec des muons au Fermilab

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• 13/08/2023

Il y avait déjà « La physique pour les nuls ». Il y a désormais aussi « La physique pour ceux qui n’aiment pas ça ». Quelques notions de cette discipline, parfois vue comme froide et lointaine, modestement racontées par un professeur de sciences physiques.

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Physique

Frédéric Vioux va vous faire aimer la physique avec « La physique pour ceux qui n’aiment pas ça »

actualité

• 06/05/2023

Le 25 janvier 1983, le Cern annonçait la découverte du boson W prédit par une théorie unifiée des forces électromagnétique et nucléaire faible. C'est parce que le mécanisme de Brout-Englert-Higgs expliquait la masse de cette particule que la chasse au boson de Higgs a été lancée. La masse du boson W défie aujourd'hui la physique connue, ce que pourrait bientôt confirmer le LHC dans un futur proche.

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Physique

En vidéo : il y a 40 ans, le Cern découvrait le boson W en prélude au boson de Higgs

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• 27/01/2023

Le méson est la particule qui apparaît le plus fréquemment dans les collisions à haute énergie. © vchalup, Adobe Stock

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Physique

Méson

définition

• 30/10/2022

De nombreuses particules ont déjà été découvertes au Grand collisionneur de hadrons (LHC, France-Suisse). Aujourd’hui, les physiciens disent avoir trouvé des preuves de trois combinaisons de quarks inédites : un pentaquark et une paire de tétraquarks.

Sciences

Physique des particules

Trois nouvelles particules exotiques détectées avec le LHC

actualité

• 09/07/2022

À quoi ressemble un proton ? À une boule de billard, mais en tout petit. Bien sûr. Ou bien sûr que non ! Parce qu’au fil des décennies, la physique nous a appris que les choses sont un peu plus compliquées que ça. Tellement même qu’il est devenu difficile de se les représenter. Mais des chercheurs se sont associés à des artistes pour relever le défi. Voici le résultat.

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Physique

Voici à quoi ressemble un proton

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• 09/07/2022

Pourquoi le boson de Higgs est-il si important pour les physiciens ? C'est la question à laquelle répond Nathalie Besson, du CEA, qui étudie les bosons W et Z avec le détecteur Atlas, au LHC. Cette particule n'était qu'une prédiction et sa découverte a validé le modèle standard, la théorie de base de la physique des particules, qui fonctionne très bien mais ne prédit pas tout, par exemple la matière et l'énergie noires. Consolidé par la découverte du boson de Higgs, il pourra être mieux mis à l'épreuve pour, peut-être, emmener la physique vers de nouveaux chemins.

Sciences

Physique

10 ans du boson de Higgs : pourquoi est-il si important ?

actualité

• 04/07/2022

François Englert et Robert Brout ont découvert avec Peter Higgs un mécanisme essentiel pour doter les particules d'une masse. Ce mécanisme, dit de Brout-Englert-Higgs, implique l'existence d'un champ avec des bosons associés. Le boson de Higgs, qu'il est maintenant plus correct d'appeler le boson de Brout-Englert-Higgs, a finalement été découvert au Cern. Mais les travaux d’Englert et Brout vont bien au-delà. Comme l'a expliqué à Futura-Sciences le physicien Jean Orloff, qui a côtoyé les deux hommes pendant des années et a même obtenu son doctorat sous la direction de François Englert, ils concernent aussi la physique des trous noirs et la cosmologie. Nous republions son interview à l'occasion des 10 ans de la découverte du boson de Brout-Englert-Higgs au Cern le 4 juillet 2012.

Sciences

Physique

Du boson de Brout-Englert-Higgs à la cosmologie

actualité

• 04/07/2022

Le modèle standard de la physique des particules référence trois « saveurs » de neutrinos. Mais de nouvelles expériences semblent aujourd’hui vouloir confirmer l’existence d’une quatrième sorte de neutrino : le neutrino stérile.

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Physique

Neutrino stérile : détection d’une anomalie « très excitante »

actualité

• 26/06/2022

Une vue du LHC. © Cern

Sciences

Lhc

LHC haute luminosité

définition

• 04/12/2021

Lorsque le génial Richard Feynman a amorcé la révolution des ordinateurs quantiques, il comptait s'en servir pour mener à bien des simulations de systèmes quantiques défiant les calculs analytiques et les simulations numériques sur des ordinateurs classiques. On commence à voir ce rêve se réaliser depuis quelques années et aujourd'hui un ordinateur quantique, construit par IBM, semble sur le point de percer certains secrets des protons et neutrons composant notre corps et les étoiles.

Sciences

Chromodynamique quantique

L'ordinateur quantique sur le point de percer les secrets des protons et neutrons pour la première fois

actualité

• 28/11/2021

Électron, neutrino, quark… Ces noms ne vous disent rien ? Dans les années 1970, les physiciens ont défini toute une panoplie de particules élémentaires aux noms parfois exotiques. Pourtant, c’est sûr, vous en connaissez au moins quelques-unes. Vérifiez-le à l’aide de ces 10 questions.

Sciences

Physique des particules

Quiz : les particules élémentaires

question réponse

• 27/11/2021

Deuxième invité exceptionnel de notre série « rédacteur en chef » de Futura pour une journée : Étienne Klein. Ne manquez surtout pas, mercredi 6 octobre, son édito et les articles inédits qu’il nous a demandé d'écrire.

Sciences

Magazine Science

Journée spéciale demain avec Étienne Klein, rédacteur en chef invité

actualité

• 05/10/2021

Le vide existe-t-il vraiment ? Alors que la physique classique l'admet bien volontiers, la physique moderne, quant à elle, remet en cause cette notion. Découvrez dans ce dossier tous les mystères du vide.

Sciences

Physique

Qu'est-ce que le vide ?

dossier

• 02/09/2021

Les particules de matière noire dans l'univers observable pourraient être des cousins proches du photon décrit par des équations ressemblant à celle de l'interaction électromagnétique. Doués de masse, contrairement au photon du modèle standard, ces photons noirs, que l'on appelle aussi des bosons U, sont chassés au Cern grâce à l'expérience NA 64 qui reprend du service après le démarrage du plus puissant accélérateur de particules du Cern après le LHC, le Supersynchrotron à protons.

Sciences

Matière noire

Matière noire : le Supersynchrotron à protons redémarre la chasse aux photons noirs au Cern avec NA 64

actualité

• 27/08/2021

« Steven Weinberg fait partie des très rares personnes qui, dans l'histoire de la civilisation, ont radicalement changé notre façon de voir l'Univers. » Cette phrase a été écrite par le physicien théoricien Gian Francesco Giudice dans un communiqué du Cern qui a annoncé la disparition de l'un des plus grands scientifiques de tous les temps, ayant révolutionné la physique des particules, la théorie quantique des champs et la cosmologie pour reprendre là aussi les mots du mythique laboratoire européen de la physique des hautes énergies.

Sciences

Physique

Le prix Nobel Steven Weinberg, unificateur de la lumière et de la radioactivité, s'est éteint

actualité

• 01/08/2021

L’Agence spatiale européenne (ESA) et l’Agence spatiale russe (Roscosmos) collaborent pour Plasma Kristall-4 (PK-4), une expérience sur les plasmas complexes, mélanges gazeux à basse température composés de gaz ionisé, de gaz neutre et de particules microscopiques. En étudiant leur comportement en micropesanteur, les astronautes pourront valider des modèles physiques sur Terre et les appliquer dans de nombreux domaines tels que l'industrie ou la santé.

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Plasma

Expériences sans gravité : le plasma, matériau de l'espace

actualité

• 22/07/2021

Selon un sondage, 54 % des Français croient aux fantômes et aux esprits. Brian Cox, physicien britannique, est pourtant formel : les fantômes n’existent pas. Et il en apporte la preuve…

Sciences

Physique

Pourquoi les fantômes n’existent pas ? Les explications scientifiques

question réponse

• 25/04/2021

Une vue du LHC au Cern. La machine permet de traquer l'existence des rishons. © Cern

Sciences

Physique des particules

Rishons

définition

• 16/04/2021

Le physicien théoricien néerlandais Martinus Veltman vient de nous quitter. À la fin des années 1960 et au début des années 1970, avec son étudiant en thèse et futur colauréat du prix Nobel de physique Gerard 't Hooft, il a contribué à lancer la révolution des théories de jauge à l'origine du succès du modèle standard de la physique des particules, spectaculairement confirmé au Cern. Mais il doutait des théories proposées pour dépasser ce modèle.

Sciences

Physique des particules

Il doutait de la matière noire, Martinus Veltman, l’un des fondateurs de la théorie des particules moderne, est mort

actualité

• 12/01/2021

Une vue de l'amas ouvert des jeunes étoiles des Pléiades. © cnes

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Univers

Astrophysique

définition

• 19/09/2020

Où en est la recherche sur la matière noire et l’énergie sombre ? Cette composante de l’univers jusqu’à présent invisible pourrait bien être mise à nu au cours de cette année, comme vous pourrez le découvrir durant cette vidéo.

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Matière noire

Énergie sombre et matière noire : à la découverte du côté obscur de l’univers

actualité

• 03/08/2020

Une particule dont l'existence avait été prédite au début des années 1980 est finalement tombée dans les filets du Cern. Les membres de la collaboration LHCb utilisant le détecteur éponyme annoncent en effet l'existence d'un hadron exotique contenant quatre quarks charmés.

Sciences

Physique

Le LHC a découvert une nouvelle particule exotique, un tétraquark charmé

actualité

• 11/07/2020

La matière noire est l'une des grandes énigmes de l'astrophysique. Si les particules qui la constituent existent bien, elles devraient nous permettre de comprendre l'origine des galaxies. Mais leur nature reste un mystère. Stefano Panebianco, ingénieur de recherche au CEA, nous explique cette question très ouverte.

Sciences

Matière noire

Qu’est-ce que la matière noire ?

actualité

• 17/06/2020

Les trous noirs sont des astres fascinants. La force gravitationnelle qu’ils exercent est telle que ni la lumière ni la matière ne peuvent s’en échapper. Futura-Sciences a interrogé Aurélien Barrau, astrophysicien spécialisé en cosmologie et auteur du livre Des univers multiples, pour savoir si la création de trous noirs sur Terre est possible.

Sciences

Trou noir

Peut-on créer des minitrous noirs sur Terre ?

actualité

• 10/05/2020

Un traitement possible contre le Covid-19 suppose de modéliser des protéines impliquées dans la structure du virus. L'opération demande une grande puissance de calcul qui est atteinte en partageant les opérations à mener sur des ordinateurs à l'échelle de la Planète bleue grâce au logiciel Folding@home. Le Cern vient de joindre à ces ordinateurs certaines des machines de son centre de calcul.

Sciences

Cern

Covid-19 : les ordinateurs du Cern se mobilisent avec Folding@home

actualité

• 30/04/2020

Une illustration réalisée par Jean-Pierre Luminet à partir des résultats d'une simulation sur ordinateur montrant l'aspect d'un trou noir entouré d'un disque d'accrétion. L'effet Doppler produit par la matière chaude en rotation la rend plus lumineuse lorsqu'elle s'approche de nous à une fraction notable de la vitesse de la lumière et au contraire la rend presque sombre lorsqu'elle s'éloigne (à droite). Le champ de gravitation du trou noir est si fort que les rayons lumineux issus du disque derrière le trou noir sont courbés en direction de l'observateur et que l'on peut donc voir ce disque au-dessus du trou noir. © Jean-Pierre Luminet, CNRS Phototheque

Sciences

Relativité générale

Jean-Pierre Luminet en « conférence confinée » nous parle de L'écume de l'espace-temps

brève

• 03/04/2020

Les accélérateurs de particules, qui utilisent des champs électromagnétiques pour produire des collisions de particules à très haute vitesse, mesurent des centaines de mètres de longueur. Des chercheurs de Stanford viennent pourtant de fabriquer une version miniature d’accélérateur de la largeur d’un cheveu. Un dispositif qui pourrait trouver des applications en médecine pour mieux cibler les radiothérapies.

Sciences

Accélérateur de particules

Un micro-accélérateur de particules de la taille d’un cheveu !

actualité

• 06/01/2020

Le Proton Synchroton (PS) juste avant sa mise en service en 1959. © Cern

Sciences

Cern

Le Cern fête les 60 ans de son synchrotron à protons

brève

• 27/11/2019

Imagerie médicale, stockage et transport d’énergie voire lévitation : les applications de la supraconductivité sont nombreuses. Catherine Pépin, chercheuse en physique théorique, nous en présente ici en vidéo, une liste rapide et non exhaustive.

Sciences

Supraconducteur

Supraconductivité : quelles applications peut-on envisager ?

actualité

• 09/11/2019

La matière noire continue d’échapper aux tentatives de détection mises en œuvre par les astronomes. Mais des chercheurs proposent aujourd’hui une idée nouvelle pour la piéger. Ils imaginent construire une radio à axions pour capter le murmure de la matière noire.

Sciences

Physique

Matière noire : et si on pouvait l’entendre ?

actualité

• 10/10/2019

Découverte initialement en 1976 par Peter van Nieuwenhuizen, Sergio Ferrara et Daniel Z. Freedman, la supergravité a ouvert des pistes sérieuses pour unifier la physique. Aucune preuve expérimentale des théories avec supergravité n'existe encore mais ses découvreurs viennent tout de même de recevoir le fameux Special Breakthrough Prize in Fundamental Physics cette année.

Sciences

Physique

Breakthrough Prize : des millions de dollars pour la supergravité, théorie quantique de la gravitation

actualité

• 15/08/2019

Après avoir fortement accrédité l'existence de pentaquarks, des hadrons formés d'un état lié de 5 quarks, les membres de la collaboration LHCb au Cern pensent avoir précisé leur structure. Ceux détectés avec le LHC (Large Hadron Collider) seraient en fait l'équivalent d'un noyau de deutérium formé de deux hadrons liés.

Sciences

Cern

Cern : le secret du pentaquark enfin percé ?

actualité

• 11/06/2019

Le Cern a découvert une nouvelle particule ou plus exactement un état excité d'une particule déjà connue dans le cadre du modèle standard. Il s'agit du charmonium, un analogue de l'atome d'hydrogène mais avec un quark et un antiquark charmés en orbite l'un autour de l'autre.

Sciences

Cern

LHC : un nouvel état de la particule charmonium découvert

actualité

• 04/03/2019

De nombreuses expériences traquent la matière noire, directement ou indirectement. Les derniers résultats obtenus dans l'espace à bord de l'ISS par le « Hubble des rayons cosmiques », AMS-02, viennent d'être publiés.

Sciences

Physique

Matière noire : le détecteur AMS-02 a-t-il vu sa trace dans les rayons cosmiques ?

actualité

• 08/02/2019

Un plasma de quarks-gluons, encore appelé quagma, existait pendant les premières microsecondes du Big Bang. On peut le reconstituer sur Terre depuis les années 2000 grâce à des collisions d'ions lourds, et maintenant avec des noyaux plus légers. Il se forme alors une sorte de fluide sans viscosité, capable d'adopter des formes, comme des gouttes de liquide.

Sciences

Physique

Des formes géométriques émergent dans des gouttelettes du quagma du Big Bang

actualité

• 13/12/2018

Le célèbre physicien Leon Lederman, découvreur du neutrino muonique, est décédé

Sciences

Physique

Le célèbre physicien Leon Lederman, découvreur du neutrino muonique, est décédé

brève

• 04/10/2018

L'Américain Arthur Ashkin, le Français Gérard Mourou et la Canadienne Donna Strickland viennent d'être récompensés par le comité Nobel pour leurs travaux sur les applications des lasers. Troisième femme à recevoir le Nobel en physique, Donna Strickland était la thésarde de Gérard Mourou quand ils ont développé ensemble une technique permettant d'obtenir des impulsions laser extrêmes.

Sciences

Laser

Le Nobel de physique 2018 pour le tandem franco-canadien maître de la lumière extrême

actualité

• 03/10/2018

Plusieurs extensions du modèle standard, comme la technicouleur ou la compositness, prévoient l’existence de leptoquarks, des particules capables de changer des quarks en leptons et de provoquer la désintégration du proton. Traqués depuis des décennies, ils sont aussi chassés au LHC.

Sciences

Physique

LHC : des nouvelles de la chasse aux leptoquarks

actualité

• 25/09/2018

Il y a 10 ans, les premiers faisceaux de protons, encore trop faibles pour générer des collisions intéressantes, circulaient dans le Grand collisionneur de hadrons, alias LHC. Après la découverte du boson de Brout-Englert-Higgs, la chasse à une nouvelle physique se poursuit.

Sciences

Physique

LHC : le Cern fête les 10 ans du premier faisceau

actualité

• 10/09/2018

Le boson de Brout-Englert-Higgs n'explique pas la masse des protons et des neutrons mais il sert bel et bien à donner des masses à leurs constituants, les quarks, dans le cadre de la théorie standard des hautes énergies. Au LHC, les détecteurs Atlas et CMS viennent de le confirmer avec le quark b. Cela peut ouvrir une fenêtre sur une nouvelle physique expliquant les valeurs précises de ces masses.

Sciences

Physique

Boson de Higgs : l'origine de la masse des quarks se précise

actualité

• 30/08/2018

Les travaux de construction d'un nouveau LHC ont débuté. Celui-ci produira des faisceaux de protons plus intenses pour des collisions plus riches en évènements rares. Ce LHC à haute luminosité, ou HL-LHC, devrait partir chasser de la nouvelle physique à l'horizon 2025-2026.

Sciences

Cern

HL-LHC : la construction du successeur du LHC débute !

actualité

• 03/07/2018

Richard Feynman, prix Nobel de physique que l'on compare parfois à Einstein, était aussi un enseignant légendaire et un personnage hors norme et facétieux. À sa mort, il était déjà devenu une icône et 100 ans après sa naissance, ses amis, sa familles et ses collègues lui rendent hommage.

Sciences

Physique

Richard Feynman : centenaire d'un génie et bouffon de la physique

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• 01/06/2018

La matière noire pourraient s'être formée à partir de région où le champ responsable de l'existence du boson de Brout-Englert-Higgs était très intense pendant l'hypothétique phase d'inflation du Big Bang. Ces régions se seraient effondrées en donnant des trous noir primordiaux, c'est-à-dire, donc, la matière noire. Voilà donc sa nature expliquée... Mais l'hypothèse reste à vérifier.

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Physique

Le boson de Higgs explique-t-il l'origine de la matière noire ?

actualité

• 28/03/2018

Un aimant flotte au-dessus d'un cuprate en phase supraconductrice baignant dans de l'azote liquide. © Wikimedia Commons, Mai-Linh Doan

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Physique

Supraconductivité

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• 10/03/2018

Membre du Service de physique des particules de l’Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’Univers au CEA de Saclay, la physicienne Nathalie Besson étudie les bosons W et Z grâce au détecteur Atlas du LHC. Elle nous raconte l'extraordinaire chasse au boson de Brout-Englert-Higgs, une épopée qui a commencé il y a bien longtemps et mobilisé les plus grands accélérateurs de particules.

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Physique

La découverte du boson de Higgs

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• 08/03/2018

Avec le LHC, au Cern, les physiciens accélèrent des protons pour les faire entrer en collision. © Maximilien Brice, CERN

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Physique

Proton

définition

• 25/11/2017