Focus Large Hadron Collider (LHC) : premier tour d'un faisceau prometteur !

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Ce premier tour d'un faisceau de protons au coeur des 27 km de cet instrument hors normes qu'est le LHC, tout le monde l'attendait au sein de la communauté des physiciens des particules. Il y avait une extrême tension dans l'air ce mercredi 10 septembre 2008, que ce soit au CERN, à Genève, mais aussi dans tous les laboratoires du monde participant à cette fabuleuse aventure, quelques instants avant l'injection du faisceau dans cet anneau. Pour certains, il s'agissait là de l'aboutissement d'une idée, évoquée dès 1981. Pour d'autres, l'éventualité, et pourquoi ne pas dire la garantie, de découvertes majeures à venir au cours des prochaines années. Le plus extraordinaire sans doute était de voir tous ces hommes et ces femmes, issus de nombeux pays, unis dans un même élan, celui de la connaissance.

9h37 : un flash signale le passage du faisceau

Certes, le LHC est l'instrument de la démesure. Imaginez, un anneau de 27 km de circonférence, enfoui à 100 mètres sous la frontière franco-suisse, dans lequel circulent deux faisceaux de protons d'une énergie respective de 7 TeV, l'objectif étant de les faire se rencontrer afin de produire de gigantesques collisions à des points précis de cet anneau où sont installés des détecteurs ultrasophistiqués baptisés "Alice", "CMS", "LHCb" et "Atlas". Mais au contraire de notre société de l'image où, le plus souvent, tout est dans l'inutile démesure médiatique pour combler vainement le vide, là, avec le LHC, la démesure, technologique, nécessaire, est cantonnée dans les coulisses. Ainsi, à 9h37, un simple flash signale le passage du faisceau de protons, salué par les applaudissements de tous ceux qui suivent ce premier tour de chauffe. Ici, point d'effets spéciaux pour faire oublier l'absence de scénario. Seul un montage "cut" comme l'appellent les spécialistes, plan par plan, sans fioritures, à la manière des grands films, chaque image ayant une signification précise.

A chaque point franchi, c'est le même enthousiasme, la même fièvre. Certes, pour le candide, observer des hommes et des femmes qui s'enthousiament au passage d'un faisceau, fut-il de protons, matérialisé par un point lumineux peut paraître incompréhensible. Et pourtant, ce point lumineux est le fruit de millions d'heures de travail acharné, de réflexion au plus haut niveau, de sollicitations intenses de l'imagination et en évoque déjà de nombreuses à venir. Alors comment ne pas s'enthousiasmer avec ces hommes et ces femmes alors que le faisceau poursuit sa route, traversant successivement les quatres détecteurs du LHC, parmis lesquels Atlas et CMS font figure de géants.

10h26, le faisceau termine son premier tour

Long de 46 mètres pour un diamètre de 25 mètres et un poids de 7.000 tonnes, Atlas (A Toroïdal Lhc AppartuS) est la plus grande des quatre expériences du LHC. Composé essentiellement de trois éléments principaux, un trajectographe interne, un calorimètre et un spectromètre à muons, il a pour principale mission de traquer le très fameux "boson de Higgs". 167 laboratoires issus de 37 pays, dont la France, soit environ 1.800 physiciens et ingénieurs, ont conçu et réalisé cet instrument monumental. Non moins monumental puisqu'il mesure 21,5 mètres de long pour un diamètre de 15 mètres mais un poids de 12 500 tonnes, ce qui en fait l'expérience la plus lourde, CMS (Compact Muon Solenoïd), est constitué lui aussi de différentes couches avec un système de trajectographie, puis des dispositifs de calorimétrie, électromagnétique et hadronique. Lui aussi a pour mission de débusquer le boson de Higgs, voire de trouver de nouvelles particules comme les particules sypersymétriques ou encore de mettre en évidence des dimensions supplémentaires de l'espace. Pas moins de 2.000 physiciens et ingénieurs provenant de 183 instituts répartis dans 39 pays, dont là encore la France, ont participé à son développement et son assemblage.

10h26, de nouveaux applaudissements retentissent au CERN mais également dans de nombreux lieux de science sur la planète. Le faisceau injecté dans le LHC un peu moins de cinquante minutes avant vient d'achever avec succès son premier tour. Mais qu'on ne s'y trompe pas, il ne s'agissait là que d'un léger footing. Mais dans quelques semaines, quand la machine sera fin prête, deux faisceaux de protons seront alors lancés en sens opposé, à grande vitesse. Les collisions ainsi produites engendreront une infinité de particules de toute nature. Pas moins d'un milliard de collisions par seconde sont attendues, soit un débit d'information équivalent à 20 communications téléphoniques simultanées pour chaque être humain vivant sur Terre!

Dans un pareil contexte, l'informatique associée au LHC va devoir réussir un véritable tour de force pour traiter les données correspondantes avec suffisamment de rapidité pour sélectionner la collision, parmi les dix millions d'autres, qui sera susceptible de faire apparaître des phénomènes nouveaux. Les physiciens estiment que le fameux boson de Higgs, s'il existe, ne devrait apparaître que dans une collision sur 10.000 milliards. Or à ce rythme, les détecteurs du LHC ne devraient en enregistrer qu'un seul par jour!!! Alors démesure, certes, mais dans les moyens que nécessite l'exploration d'une gamme d'énergie jusqu'à 14 TeV. Sinon, point de paillettes inutiles et de dorures, l'intelligence se suffit à elle-même. Elle est en marche, autour du LHC, prête à défricher de nouveaux horizons.