Dans l'accélérateur de particules du CERN sont réalisées des collisions de l’extrême, à des énergies très élevées et à une vitesse proche de la lumière, afin de percer les mystères de l’Univers primordial. Lundi dernier la fulgurante machine a arrêté ses moteurs pour deux ans, le temps de repousser encore ses limites…

Un morceau de l'impressionnant accélérateur de particules du CERN
Un morceau de l'impressionnant accélérateur de particules du CERN © AFP / Fabrice Coffrini

Direction la frontière franco-suisse, au pays des superlatifs, puisque c’est là que se trouve enfouit à 100 mètres sous terre le grand collisionneur de hadrons, la plus grande machine jamais construite par l’homme. 

Qu'est-ce que le LHC ?

Imaginez une sorte de gigantesque circuit de formule 1 pour particules subatomiques dans lequel les physiciens produisent des collisions entre protons dans un tunnel de 27 kilomètres de circonférence. C’est là, dans les profondeurs de cette cathédrale souterraine, que sont réalisées ces collisions de l’extrême à des énergies très élevées et à une vitesse proche de la lumière. 

En une seule seconde, les particules qui s’entrechoquent font 11 000 fois le tour des 27 kilomètres de l’accélérateur !  

Le tout à une température qui frôle le zéro absolu c’est à dire -271 degrés Celsius.

Cette machine dépasse tellement l’entendement qu’au moment des premières collisions en 2010, sa puissance a semé la panique, certains angoissés redoutant que l’accélérateur puisse produire des mini trous noirs destructeurs capables d’engloutir la terre. 

Heureusement les physiciens compétents ont rapidement calmé les foules devant ces affirmations sans aucun fondement. 

Quelle est la mission exacte du LHC ? 

Tout simplement de percer les mystères de l’Univers primordial en reproduisant les conditions d’énergie qui se sont déroulées un millième de milliardième de seconde après le Big Bang, une fraction de temps infinitésimale où la physique n’obéit pas aux règles habituelles. 

En provoquant ces collisions très violentes de protons, cette machine a pour mission de sortir du vide quantique des particules virtuelles. Et c’est justement dans ce feu d’artifice de l’infiniment petit que le LHC a pu mettre la main sur le fameux boson de Higgs en 2012 avec un Prix Nobel à la clé l’année suivante. Cette particule dont l’existence avait été prédite en 1964 joue un central dans le Modèle standard, la théorie qui décrit l’ensemble des particules et leurs interactions. La trouver était un Graal pour la physique fondamentale. 

Depuis sa découverte les mesures ont atteint un niveau de précisions inégalé pour comprendre comment l’Univers a évolué après le Big-Bang. 

À quoi va servir le LHC dans prochaines années? 

À tenter d’atteindre de nouveaux Graals. Et ils ne manquent pas en physique. 

Par exemple détecter la matière noire qui compose 25% de l’Univers et qui reste pourtant un mystère. 

Ou encore réconcilier la théorie de la gravitation d’Einstein, qui décrit l’Univers à l’échelle des astres, avec la mécanique quantique, qui décrit le monde aux échelles atomiques. 

Lundi dernier la fulgurante machine du CERN a arrêté ses moteurs pour deux ans afin de faire monter la puissance de son énergie à son maximum. Et en attendant les physiciens imaginent déjà la machine à Big Bang du futur dont la circonférence pourrait atteindre les 100 kilomètres. 

Les vaches qui broutent sur la frontière franco-suisse n’ont donc pas fini d’avoir des particules s’entrechoquer sous leurs sabots. Preuve que les questions fascinantes qui entourent notre Univers sont absolument sans limites. 

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