Il revient et il est encore plus puissant qu'avant. L'accélérateur de particules de l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) a enfin rouvert dimanche, après deux ans de travaux. À 10h41, un faisceau de protons a fait le tour de l'anneau dans un sens, puis, à 12h27, en sens inverse. Sa rénovation devrait lui permettre d'explorer de nouveaux territoires de la physique, la matière noire par exemple ou encore l'antimatière.
À quoi ressemble-t-il ? Cet accélérateur de particules, collisionneur de hadrons de son nom scientifique (LHC), est un tunnel de 27 kilomètres de long en forme d'anneau et situé à 100 mètres sous terre à la frontière franco-suisse. Ses parois sont recouvertes d'aimants reliés par des interconnexions électriques.
Watch "The LHC: a stronger machine": http://t.co/GW8hE7xXkZ as we prepare to soon #RestartLHC. Read more: http://t.co/tH0W1SjW5Y— CERN (@CERN) 12 Mars 2015À quoi ça sert ? Un accélérateur de particules est un instrument qui utilise des champs électriques ou magnétiques pour faire circuler des particules à de grandes vitesses. Celui du LHC est capable de lancer des particules à 99,9999991% de la vitesse de la lumière. En une seconde, elles font le tour de l'accélérateur... 11.245 fois.
Pourquoi des travaux ? Les deux années de travaux ont eu pour objectif de rendre l'accélérateur du CERN encore plus puissant. Entre 800 et 1.000 personnes ont travaillé sur ce chantier titanesque afin de consolider les 10.000 interconnexions électriques qui relient les aimants entre eux. Ils ont aussi ajouté des systèmes de protection. Grâce à ce travail, le LHC pourra fonctionner à une énergie deux fois supérieure à celle obtenue lors de sa première phase d'exploitation. "C'est un assez grand saut", a expliqué Jorg Wenninger, physicien d'accélérateur au CERN. "Cela pose plus de difficultés parce que nos aimants deviennent de plus en plus sensibles", a-t-il ajouté.
© FABRICE COFFRINI / AFP
Au programme, matière noire et antimatière. Cette deuxième phase d'exploitation va permettre aux physiciens d'élargir leur champ de recherches, notamment sur la matière noire. Invisible à l’œil, elle compose pourtant 80% de l'Univers et attise la curiosité des astronomes depuis plusieurs décennies. Composée de particules élémentaires, soit les plus petits objets physiques existants au monde, elle ne comporte aucune charge électrique et ne peut se détecter que par son attraction gravitationnelle. Les preuves de son existence sont pour l'instant seulement indirectes. D'où l'objectif des physiciens de la reproduire dans le LHC afin de prouver réellement son existence.
Les physiciens du CERN prévoient aussi de se pencher sur l'antimatière. Cette dernière est composée d'antiparticules qui s'opposent à la matière classique, présente en écrasante majorité sur la Terre. L'antimatière se caractérise par des charges électriques opposées à celle de la matière. Sur notre planète, l'antimatière est une rareté détectable seulement dans l'atmosphère et dans la radioactivité naturelle. D'où l'intérêt de la reproduire aussi dans le LHC.
Boson de Higgs. Lors de sa première phase de fonctionnement, le LHC avait en 2012 réussi un exploit : confirmer l'existence du boson de Higgs. Ce dernier est considéré par les physiciens comme la clef de voûte de la structure de la matière, en quelque sorte la particule élémentaire qui donne leur masse à toutes les autres. Son existence avait été postulée dès 1964 par des scientifiques.
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