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André
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 Posté le: Sam 17 Mar 2007 10:22 pm Sujet du message: Un géant au pays des particules |
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SAlut a tous
Un nouveau moyen d’observer une très rare particule, le quark top, redonne espoir dans la quête de son mystérieux cousin, le boson de Higgs.
par Thomas Gervais
Le 12 mars 2007 – Trouver une aiguille dans une botte de foin? Rien de plus simple pour les physiciens des particules. Pour découvrir une soixantaine de «quarks top», ceux-ci ont dû analyser bien pire: plus d’un million de milliards de photos de collisions entre un proton et un antiproton (un proton de charge négative).
«Le quark top est très spécial parce que c’est la particule la plus massive que l’on connaisse», dit Brigitte Vachon, physicienne des particules à l’Université McGill, qui a joué un rôle de premier plan dans le projet.
Un seul de ces géants pèse autant que le noyau d’un atome d’or, soit l’équivalent de 79 protons et 118 neutrons. Mais ces particules sont tellement instables qu’elles n’auraient existé que quelques instants après le big-bang, dans l’extrême chaleur de l’Univers primordial.
Pour les étudier, il faut donc reproduire ces conditions de très haute énergie à l’aide d’accélérateurs de particules.
Le Tevatron, le plus gros accélérateur de particules au monde, est le seul qui dispose d’une énergie suffisante pour produire des quarks top.
Dans son anneau de 2 km de diamètre, situé près de Chicago, les protons et antiprotons effectuent plus de 8 millions de rotations par seconde avant d’être projetés violemment contre un détecteur, qui enregistre l’impact et la nature des particules produites.
Selon le principe d’équivalence entre la masse et l’énergie établi par Einstein (E=mc2), des particules peuvent apparaître subitement en utilisant l’énergie disponible dans leur environnement.
En accélérant une paire proton-antiproton à une vitesse proche de celle de la lumière, le Tevatron leur confère suffisamment d’énergie pour créer l’équivalent de 2000 protons.
«La collision crée tout un zoo de particules, parmi lesquelles on retrouve quelquefois les rares quarks top», explique la chercheuse.
Pour arriver à identifier l’un de ces mastodontes de l’infiniment petit, chacune des collisions doit être «photographiée» en trois dimensions par un détecteur ultra-puissant.
Des milliards de photos numériques sont ainsi obtenues et emmagasinées dans une gigantesque banque de données.
L’exploit de Brigitte Vachon et de ses collaborateurs a été de développer un programme informatique très efficace afin de déceler les quelques bons grains dans une si grande quantité d’ivraie. Leurs résultats ont été soumis récemment à la revue Physical Review Letter.
Avec ce «Google» de la détection quarkienne en main, la physicienne espère pouvoir détecter des aiguilles dans des bottes de foin de plus en plus grosses. Son prochain objectif: observer pour la première fois le mystérieux boson de Higgs.
Dès les années 1960, plusieurs physiciens, dont Peter Higgs, ont prédit l’existence d’une particule extrêmement massive qui pourrait expliquer rien de moins que l’origine de la masse dans l’univers.
Qui plus est, le boson de Higgs constitue la dernière pièce manquante au modèle standard de la physique des particules. Or, 40 ans après sa découverte théorique, il manque toujours à l’appel dans les accélérateurs de particules.
Selon la spécialiste, il y a deux explications possibles à cette absence notoire.
Ou bien la particule requiert trop d’énergie pour les accélérateurs actuels, ou bien les bosons de Higgs ont déjà été produits, mais en quantités si faibles qu’on ne peut les repérer parmi la somme astronomique de photos saisies.
Pour en avoir le cœur net, le gouvernement européen construit actuellement un accélérateur sept fois plus puissant que le Tevatron au CERN, l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire, près de Genève, au coût de 6 milliards de dollars.
Son inauguration est prévue pour la fin 2007. Grâce à ces infrastructures et aux nouvelles méthodes statistiques développées par Brigitte Vachon et ses collaborateurs, le boson de Higgs pourrait bientôt passer de la théorie à la réalité.
source;
http://www.cybersciences.com/cyber/fr/actualites/sciences_pures/un_geant_au_pays_des_particules.html
amicalement
_________________
Etrange époque où il est plus facile de désintégrer l' atome que de vaincre un préjugé.
Einstein, Albert, |
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