Le LHC:
Le LHC (Large Hadron Collider = Grand Collisionneur de Hadrons) est un accélérateur de particules mis en service en 2008 par le CERN (Centre Européen de Recherches Nucléaires) et situé en périphérie de Genève en Suisse et en France.Il s'agit d'un anneau de 27 km enfoui profondément sous terre. C'est le plus puissant construit à ce jour. Il permit, en 2012, de confirmer l'existence du boson de Higgs.
En 2015, le LHC s'est remis en route avec une énergie de collision encore plus élevée. Cette énergoe pourrait, en fait, être suffisante pour fabriquer des WIMPs. L'idée peut paraître folle, mais pas si stupide: on sait que le Big Bang s'est produit il y 13,7 milliards d'années et qu'il est à l'orgine de notre univers, ce qui insinue que lors du Big Bang, des particules de matière noire ont été formées. Une des missions du LHC va être de refaire un "mini" Big Bang, ce qui entraînerait peut être la création de particules de matière noire.
Son fonctionnement:
On va tenter de reproduire le Big Bang en accélérant des protons et en les faisant entrer en collision.
Vue du ciel du LHC
Schema simplifié du fonctionnement du LHC
Pour ce faire, on va d'abord faire isoler des protons d'un atome d'hydrogène. La première étape de leur accélération va se faire dans un accélérateur linéaire, le Linac 2 (p ou Pb sur le schéma), au moyen d'un champ électrique. Ils atteindront durant cette phase un tiers de la vitesse de la lumière (soit 100 millions de mètres par seconde). Ils sont ensuite conduits vers un injecteur (le plus petit cercle du schéma), où le paquet de protons sera divisé en quatre et accéléré à plus de 90% de la vitesse de la lumière grâce à des champs magnétiques et électriques. Le groupe de protons est à nouveau rassemblé et commence une nouvelle phase de rotation dans le Synchotron à protons (PS) où il atteint 99,9% de la vitesse de la lumière. Les protons deviennent également plus lourds et accumulent plus d'énergie. La quatrième étape du processus se déroule dans le Supersynchroton à protons (SPS), un anneau de 7 km de circonférence qui va permettre d'augmenter l'énergie de ces protons (jusqu'à 450 GeV). La dernière étape réside dans le LHC lui-même. D'une circonférence de 27 km, il est composé de deux tubes dans lesquels deux groupes de protons vont voyager en sens opposé. Les collisions entre ces groupes se dérouleront au niveau des quatre détecteurs (Alice, ATLAS, LHCb et CMS). On aura là la des collision de particules avec des énergies comparables à celles lord du Big Bans. Les détecteurs essaieront d'identifier les particules issues des collision parmi lesquelles se trouveront peut-être des particules de matière noire...
Photos de tunnels du LHC
Pour un meilleur aperçu du processus de collision des protons, vous pouvez regarder cette vidéo expliquant les différentes étapes du voyage des protons dans le LHC.