LHC
D'une circonférence de 27 kilomètres, le LHC (Large Hadron Collider ou grand collisionneur de hadrons) est actuellement en cours de construction au CERN. Lors de sa mise en production, prévue en 2008, le LHC permettra d'atteindre des énergies de 14 TeV. Il sera alors le plus puissant collisionneur du monde.
Des faisceaux de proton (allant à 99.999999% de la vitesse de la lumière) et même d'ions lourds y circuleront. Les objectifs du LHC au niveau de la physique standard sont la détection du Higgs et l'étude du quagma, le plasma de quarks et de gluons produit par collisions d'ions lourds. La détection du Higgs est nécessaire pour valider complètement le modèle standard électrofaible joint à la QCD. Le quagma est un état de la matière hadronique que l'on doit trouver dans certaines étoiles à neutrons et dans les tout premiers instants de l'Univers, son étude devrait être faite avec le détecteur ALICE.
Par contre, au niveau de la physique non standard, les possibilités sont vertigineuses !
En premier lieu, c'est la détection des partenaires supersymétriques des particules du modèle standard qui devrait faire l'objet du maximum d'attention, c'est essentiellement la tâche du détecteur ATLAS. Joint à la mise en évidence du Higgs, cela devrait nous donner une clé importante pour la compréhension de la masse des particules de l'Univers. LHCb devrait pouvoir aussi nous renseigner sur la supersymétrie, mais son objectif principal est de comprendre la violation CP, capitale pour l'élucidation de l'énigme de l'asymétrie matière / anti-matière.
En second lieu, la mise en évidence de dimensions spatiales supplémentaires, et même la création de minis-trous noirs, avec ATLAS fait partie des possibilités les plus excitantes. La théorie des cordes pourrait même y trouver une confirmation !
Toutefois, sauf surprises, il faudra probablement attendre fin 2008 pour que le LHC monte suffisamment en énergie et collecte un nombre assez grand de données pour pouvoir tester ces théories encore très spéculatives. Il est probable aussi que le Higgs et la supersymétrie seront vus au Tevatron avant.
Quelques chiffres concernant le LHC :
* Le Large Hadron Collider est un collisionneur en forme d’anneau de 27 km de long situé dans un tunnel à environ 100 mètres sous terre, près de Genève ;
* L’énergie totale dans le centre de masse sera de 14 TeV (c'est 7 fois plus élevé que le Tevatron du Fermilab) ce qui permettra de rechercher de nouvelles particules massives jusqu'à m ~ 5 TeV ;
* Luminosité = 1034 cm-2 s-1 (c'est plus de 100 fois plus élevé qu’avec le Tevatron du Fermilab). Cela permet la recherche de processus rares ;
* La fréquence de révolution est de 11,2 kHz (11 200 fois par seconde).
* Consommation d'énergie : ~ 120 MW ;
* Chaque faisceau de protons à pleine intensité sera composé de 2808 paquets de particules (on parle de « bunches » en anglais) ;
* Chaque bunche contiendra 1,15 x 1011 protons ;
* Les bunches sont longs de quelques cm mais leur dimension transversale est réduite à 16 microns seulement juste avant collision ;
* La longueur totale des câbles supraconducteurs nécessaire est d'environ 7600 km. Chaque câble étant constitués de filaments, la longueur totale des filaments est de 10 fois la distance de la Terre au Soleil ;
* Le vide dans lequel circule les faisceaux de protons est très poussé, seulement 10-10 torr (~ 3 millions molécules / cm3) et ceci afin d'éviter au maximum les collisions avec des molécules de gaz. C'est l'équivalent de la pression à une altitude de 1000 km. Rappelons que la pression atmosphérique est de 760 torr ;
* Les aimants supraconducteurs du LHC sont refroidis à 1,9 K avec de l'hélium superfluide à la pression atmosphérique.
Le LHC va stocker un faisceau d'énergie de 360 mégajoules environ : 2808 bunches x 1,15 1011 protons d’une énergie de 7 TeV chacun = 2808 x 1,15 x 1011 x 1012 x 7 x 1,602 x 10-19 joules = 362 MJ par faisceau. Cela peut être comparé à :
* En énergie cinétique :
o 1 petit navire de croisière de 10 000 tonnes se déplaçant à 30 km / h ;
o véhicules de 2 tonnes se déplaçant à 100 km / h.
* En énergie chimique :
o L’explosion de 80 kg de TNT ;
o La métabolisation de 70 kg de chocolat (en comptant les calories) ; l'énergie dans le chocolat est libérée un peu plus lentement que dans l’explosion du TNT !
* En énergie thermique :
o Ce qu’il faut pour fondre 500 kg de cuivre ;
o Ce qu’il faut pour porter 1 mètre cube d'eau à 85 ° C ou encore préparer "une tonne de thé".
vendredi 26 septembre 2008
Le LHC pourrait être hors service jusqu'au printemps - Vnunet
Un problème électrique à endommagé une section du LHD (Large Hadron Collider). Il faudra au moins deux mois au Cern pour réparer.
Iain Thomson (Vnunet.com) 24-09-2008
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Une nouvelle panne du LHC (Large Hadron Collider) pourrait entraîner l'arrêt de l'appareil jusqu'à l'année prochaine. D'après le Cern (l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire), une connexion électrique défectueuse entre deux aimants a provoqué une importante fuite d'hélium. La section correspondante du LHC doit être réparée.
Il faudra un mois pour réchauffer cette section de façon à ce qu'elle puisse être réparée en toute sécurité, puis un autre mois pour la refroidir à nouveau et pouvoir l'utiliser. "Pour la même panne, plutôt courante pour une machine supraconductrice classique, la durée des réparations serait une question de jours", déclare le Cern. "Une évaluation complète est en cours, mais il est déjà clair que la section devra être réchauffé pour les réparations".
Le Cern a toutefois déclaré que le LHC ne sera pas en activité en hiver, afin d'éviter de drainer les systèmes locaux de fourniture d'énergie. Lorsqu'il est en fonctionnement, il consomme assez d'électricité pour alimenter toute la ville de Genève. Il s'agit de la seconde panne affectant le LHC depuis sa mise en route le 10 septembre dernier. Un transformateur de 30 tonnes avait déjà dû être remplacé quelques heures après les tests.
Dans un autre domaine, le rap des scientifiques du LHC (qui a été vu par plus de quatre millions de personnes) est maintenant devenu si populaire qu'il est proposé comme sonnerie de téléphone par la société américaine Funmobility.
Adaptation d'un article Vnunet.com en date du 23 septembre 2008 et intitulé LHC could be shut until Spring.
Iain Thomson (Vnunet.com) 24-09-2008
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Une nouvelle panne du LHC (Large Hadron Collider) pourrait entraîner l'arrêt de l'appareil jusqu'à l'année prochaine. D'après le Cern (l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire), une connexion électrique défectueuse entre deux aimants a provoqué une importante fuite d'hélium. La section correspondante du LHC doit être réparée.
Il faudra un mois pour réchauffer cette section de façon à ce qu'elle puisse être réparée en toute sécurité, puis un autre mois pour la refroidir à nouveau et pouvoir l'utiliser. "Pour la même panne, plutôt courante pour une machine supraconductrice classique, la durée des réparations serait une question de jours", déclare le Cern. "Une évaluation complète est en cours, mais il est déjà clair que la section devra être réchauffé pour les réparations".
Le Cern a toutefois déclaré que le LHC ne sera pas en activité en hiver, afin d'éviter de drainer les systèmes locaux de fourniture d'énergie. Lorsqu'il est en fonctionnement, il consomme assez d'électricité pour alimenter toute la ville de Genève. Il s'agit de la seconde panne affectant le LHC depuis sa mise en route le 10 septembre dernier. Un transformateur de 30 tonnes avait déjà dû être remplacé quelques heures après les tests.
Dans un autre domaine, le rap des scientifiques du LHC (qui a été vu par plus de quatre millions de personnes) est maintenant devenu si populaire qu'il est proposé comme sonnerie de téléphone par la société américaine Funmobility.
Adaptation d'un article Vnunet.com en date du 23 septembre 2008 et intitulé LHC could be shut until Spring.
Incident majeur à l'accélérateur de particules du CERN - Blogue Science - Physique
Le CERN - Organisation européenne pour la recherche nucléaire - annonce qu'un incident technique dans le grand collisionneur de hadrons (LHC) force l'arrêt des travaux pour une période qui pourrait dépasser deux mois.
Sur le site du CERN, un court communiqué explique que l'incident s'est produit vendredi dernier alors que l'équipe technique s'affairait à mettre en service le dernier secteur du grand collisionneur de hadrons (LHC ou Large Hadron Collider), l'accélérateur de particules le plus puissant du monde qui est situé à la frontière entre la France et la Suisse, à environ 100 mètres sous terre.
Selon les résultats de l'enquête préliminaire, une mauvaise connexion électrique serait à l'origine d'une défaillance. Lors de la mise sous tension du secteur, explique le communiqué du CERN, il semble que la connexion ait fondu à cause du puissant courant électrique qui y passait.
Cet incident aurait ensuite provoqué une défaillance mécanique et une fuite d'hélium dans le tunnel de 27 kilomètres de longueur où les particules sont accélérées. Le LHC utilise l'hélium liquide (à -271 degré Celsius) pour refroidir les aimants supraconducteurs qui composent le système.
Le CERN souligne qu'en vertu de ses règles rigoureuses de sécurité, «à aucun moment, aucune personne n'a été en danger».
Pour réparer l'accélérateur de particules, les scientifiques et l'équipe technique du CERN devront maintenant réchauffer le système afin de réparer les dégâts causés par l'incident électrique, puis le refroidir de nouveau avant la mise en service.
«Cela implique un arrêt d'au minimum deux mois du fonctionnement du LHC. Pour le même type de défaillance, qui n'est pas rare sur les machines non supraconductrices, le temps de réparation serait de quelques jours.», explique le CERN.
Le CERN poursuit son enquête et communiquera ses conclusions finales sur la nature de cet incident dès qu'elles seront disponibles.
Depuis sa mise en marche, le 10 septembre 2008 (voir Accélérateur de particules du CERN: l'expérience tant attendue démarre...), il s'agit du deuxième incident de nature électrique qui affecte le LHC. Une panne mineure était en effet survenue quelque 36 heures après l'inauguration des premiers tests de l'accélérateur de particules géant.
Cette panne survient alors qu'une certaine partie de la population semble s'inquiéter au sujet de la sécurité des expériences qui sont au programme du CERN, craintes qui ont été alimentées - voire créées de toute pièce - par des craintes de personnes apparemment convaincues que le déclenchement de telles énergies pouvait être catastrophique (voir La Terre bientôt engloutie dans un trou noir créé en laboratoire?).
Ces appréhensions semblent subsister en dépit des enquêtes approfondies menées par le CERN depuis plusieurs années. Des scientifiques connus, tels qu'Hubert Reeves, ont également pris la parole dans le but de confirmer les conclusions du CERN quant à la sécurité des expériences qui visent, en quelque sorte, à recréer les premiers moments qui ont suivi le Big Bang.
Le CERN affirme que son LHC peut être exploité en toute sécurité, citant notamment pour preuve qu'il existe dans la nature des collisions de particules encore plus énergétiques que celles qui seront produites au CERN.
«Au cours des derniers milliards d'années, la Nature a déjà produit sur Terre autant de collisions qu'en généreraient un million d'expériences LHC, et la planète est toujours là.»
Mise à jour: Le 23 septembre, le CERN indiqué que le LHC serait redémarré au début du printemps 2009. Robert Aymar, le directeur général du CERN, a commenté cet incident:
«Cette panne survient juste après le grand succès qu'a représenté la mise en marche du LHC le 10 septembre, il est évident que c'est psychologiquement un coup dur. Néanmoins, la rapidité du démarrage avec faisceau est le résultat d'années de préparation minutieuse et témoigne du talent des équipes qui ont participé à la construction et à l'exploitation du complexe d'accélérateurs du CERN. Je suis convaincu que nous ferons preuve de la même rigueur et de la même persévérance pour surmonter ce revers.»
Publié par Jean-Charles Condo le lundi 22 septembre 2008 à 9H03
Sur le site du CERN, un court communiqué explique que l'incident s'est produit vendredi dernier alors que l'équipe technique s'affairait à mettre en service le dernier secteur du grand collisionneur de hadrons (LHC ou Large Hadron Collider), l'accélérateur de particules le plus puissant du monde qui est situé à la frontière entre la France et la Suisse, à environ 100 mètres sous terre.
Selon les résultats de l'enquête préliminaire, une mauvaise connexion électrique serait à l'origine d'une défaillance. Lors de la mise sous tension du secteur, explique le communiqué du CERN, il semble que la connexion ait fondu à cause du puissant courant électrique qui y passait.
Cet incident aurait ensuite provoqué une défaillance mécanique et une fuite d'hélium dans le tunnel de 27 kilomètres de longueur où les particules sont accélérées. Le LHC utilise l'hélium liquide (à -271 degré Celsius) pour refroidir les aimants supraconducteurs qui composent le système.
Le CERN souligne qu'en vertu de ses règles rigoureuses de sécurité, «à aucun moment, aucune personne n'a été en danger».
Pour réparer l'accélérateur de particules, les scientifiques et l'équipe technique du CERN devront maintenant réchauffer le système afin de réparer les dégâts causés par l'incident électrique, puis le refroidir de nouveau avant la mise en service.
«Cela implique un arrêt d'au minimum deux mois du fonctionnement du LHC. Pour le même type de défaillance, qui n'est pas rare sur les machines non supraconductrices, le temps de réparation serait de quelques jours.», explique le CERN.
Le CERN poursuit son enquête et communiquera ses conclusions finales sur la nature de cet incident dès qu'elles seront disponibles.
Depuis sa mise en marche, le 10 septembre 2008 (voir Accélérateur de particules du CERN: l'expérience tant attendue démarre...), il s'agit du deuxième incident de nature électrique qui affecte le LHC. Une panne mineure était en effet survenue quelque 36 heures après l'inauguration des premiers tests de l'accélérateur de particules géant.
Cette panne survient alors qu'une certaine partie de la population semble s'inquiéter au sujet de la sécurité des expériences qui sont au programme du CERN, craintes qui ont été alimentées - voire créées de toute pièce - par des craintes de personnes apparemment convaincues que le déclenchement de telles énergies pouvait être catastrophique (voir La Terre bientôt engloutie dans un trou noir créé en laboratoire?).
Ces appréhensions semblent subsister en dépit des enquêtes approfondies menées par le CERN depuis plusieurs années. Des scientifiques connus, tels qu'Hubert Reeves, ont également pris la parole dans le but de confirmer les conclusions du CERN quant à la sécurité des expériences qui visent, en quelque sorte, à recréer les premiers moments qui ont suivi le Big Bang.
Le CERN affirme que son LHC peut être exploité en toute sécurité, citant notamment pour preuve qu'il existe dans la nature des collisions de particules encore plus énergétiques que celles qui seront produites au CERN.
«Au cours des derniers milliards d'années, la Nature a déjà produit sur Terre autant de collisions qu'en généreraient un million d'expériences LHC, et la planète est toujours là.»
Mise à jour: Le 23 septembre, le CERN indiqué que le LHC serait redémarré au début du printemps 2009. Robert Aymar, le directeur général du CERN, a commenté cet incident:
«Cette panne survient juste après le grand succès qu'a représenté la mise en marche du LHC le 10 septembre, il est évident que c'est psychologiquement un coup dur. Néanmoins, la rapidité du démarrage avec faisceau est le résultat d'années de préparation minutieuse et témoigne du talent des équipes qui ont participé à la construction et à l'exploitation du complexe d'accélérateurs du CERN. Je suis convaincu que nous ferons preuve de la même rigueur et de la même persévérance pour surmonter ce revers.»
Publié par Jean-Charles Condo le lundi 22 septembre 2008 à 9H03
mardi 23 septembre 2008
VMWare Fusion aide les physiciens du CERN à analyser des données depuis l’endroit le plus froid de la terre
VMware, Inc., (NYSE: VMW), leader mondial des logiciels de virtualisation depuis le poste client jusqu'au datacenter, annonce que les physiciens du CERN, le Centre européen de recherche nucléaire et le plus grand laboratoire de physique des particules au monde, utilisent VMware Fusion pour partager du code de programmation sous Linux par le biais de machines virtuelles VMware exécutées sur des ordinateurs Apple.
Les machines virtuelles créées avec VMware Fusion sont très utiles aux physiciens en charge des expériences sur le plus grand accélérateur de particules au monde, le Grand collisionneur d'hadrons (Large Hadron Collider - LHC). Le LHC est l'accélérateur de particules le plus puissant au monde. L'énergie de ses rayons est sep"
Les machines virtuelles créées avec VMware Fusion sont très utiles aux physiciens en charge des expériences sur le plus grand accélérateur de particules au monde, le Grand collisionneur d'hadrons (Large Hadron Collider - LHC). Le LHC est l'accélérateur de particules le plus puissant au monde. L'énergie de ses rayons est sep"
coup dur pour le LHC, l'arrêt pourrait durer deux mois
Lhc_2 Le Large Hadron Collider, cette machine où les physiciens espèrent reconstituer l'état de la matière peu après le Big-Bang vient de vivre son premier coup dur. Et les réparations indispensables vont probablement exiger de réchauffer l'un des secteurs, environ un huitième de l'anneau de 27 kilomètres. Autrement dit de reprendre la longue opération de mise en froid par la suite.
Vendredi, une connexion électrique entre deux aimants supraconducteurs a lâché, peut-être fondue. L'incident a provoqué une fuite importante d'hélium dans le tunnel. Comme ce tunnel est interdit d'accès durant l'exploitation, cela n'a pas eu de conséquence sur le personnel. L'hélium est utilisé pour refroidir près du zéro absolu, à -271,3°C, les aimants de la machine, condition nécessaire pour qu'ils se comportent en supraconducteurs, laissant circuler l'électricité sans résistance. Cette caractéristique du LHC en fait la performance et la puissance, mais c'est aussi son talon d'Achille. Il n'est pas possible d'intervenir sur les éléments du LHC tant qu'ils sont maintenus à basse température.
Cet incident sérieux constitue un revers pour le CERN et les ingénieurs. Mais pas vraiment une surprise pour les habitués de cette physique. Non que cet incident précis ait été prévu, mais cette machine, très complexe, est une pièce unique, un peu comme une Formule-1 à un seul exemplaire. Aussi, personne n'espérait que son "rodage" se déroule sans anicroche.
Centre_de_controle_du_lhc Durant la semaine qui a suivi sa mise en service le 10 septembre, avec la première circulation de faisceau, les résultats avaient d'ailleurs été "mitigé", avouent les scientifiques.
Lors des premières tentatives de fonctionnement du système de radio fréquence qui accélère les faisceaux de protons et en le "compactant" sous forme de paquets discontinus, des difficultés avaient ralenti la marche en avant. En particulier une panne de transformateur avait conduit à relever la température de quelques degrés.
Avant que les physiciens puissent analyser les produits des collisions et explorer ce nouveau monde, il y a encore beaucoup à faire du côté des ingénieurs.
Après l'exposition médiatique, et l'hymne à son succès, du 10 septembre, le Cern doit serrer les dents, surtout qu'il a prévu une inauguration officielle en grandes pompes vers la mi-octobre pour laquelle il a sollicité de nombreux chefs d'Etats dont Nicolas Sarkozy, comme président de la France, mais aussi de l'Union Européenne. Si la date est maintenue et que la cérémonie se tient pendant que les ingénieurs et les techniciens sont au boulot, le symbole risque d'être moins apprécié des responsables politiques. D'un autre côté, si la machine est à l'arrêt, on pourra les faire descendre dans le tunnel et leur montrer la bête, ce qui n'est pas possible lorsqu'elle fonctionne...
Vendredi, une connexion électrique entre deux aimants supraconducteurs a lâché, peut-être fondue. L'incident a provoqué une fuite importante d'hélium dans le tunnel. Comme ce tunnel est interdit d'accès durant l'exploitation, cela n'a pas eu de conséquence sur le personnel. L'hélium est utilisé pour refroidir près du zéro absolu, à -271,3°C, les aimants de la machine, condition nécessaire pour qu'ils se comportent en supraconducteurs, laissant circuler l'électricité sans résistance. Cette caractéristique du LHC en fait la performance et la puissance, mais c'est aussi son talon d'Achille. Il n'est pas possible d'intervenir sur les éléments du LHC tant qu'ils sont maintenus à basse température.
Cet incident sérieux constitue un revers pour le CERN et les ingénieurs. Mais pas vraiment une surprise pour les habitués de cette physique. Non que cet incident précis ait été prévu, mais cette machine, très complexe, est une pièce unique, un peu comme une Formule-1 à un seul exemplaire. Aussi, personne n'espérait que son "rodage" se déroule sans anicroche.
Centre_de_controle_du_lhc Durant la semaine qui a suivi sa mise en service le 10 septembre, avec la première circulation de faisceau, les résultats avaient d'ailleurs été "mitigé", avouent les scientifiques.
Lors des premières tentatives de fonctionnement du système de radio fréquence qui accélère les faisceaux de protons et en le "compactant" sous forme de paquets discontinus, des difficultés avaient ralenti la marche en avant. En particulier une panne de transformateur avait conduit à relever la température de quelques degrés.
Avant que les physiciens puissent analyser les produits des collisions et explorer ce nouveau monde, il y a encore beaucoup à faire du côté des ingénieurs.
Après l'exposition médiatique, et l'hymne à son succès, du 10 septembre, le Cern doit serrer les dents, surtout qu'il a prévu une inauguration officielle en grandes pompes vers la mi-octobre pour laquelle il a sollicité de nombreux chefs d'Etats dont Nicolas Sarkozy, comme président de la France, mais aussi de l'Union Européenne. Si la date est maintenue et que la cérémonie se tient pendant que les ingénieurs et les techniciens sont au boulot, le symbole risque d'être moins apprécié des responsables politiques. D'un autre côté, si la machine est à l'arrêt, on pourra les faire descendre dans le tunnel et leur montrer la bête, ce qui n'est pas possible lorsqu'elle fonctionne...
vendredi 19 septembre 2008
Focus Large Hadron Collider (LHC) : premier tour d'un faisceau prometteur !
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/55951.htm
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.
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.
jeudi 18 septembre 2008
Science - Une contribution québécoise essentielle au plus puissant collisionneur de particules
Pauline Gravel
Édition du samedi 13 et du dimanche 14 septembre 2008
Mots clés : contribution québécoise, collisionneur de particules, Science, Québec (province)
Photo: Agence France-Presse
Mercredi, l'excitation était palpable non seulement dans le tunnel abritant le plus puissant collisionneur de particules du monde localisé à la frontière franco-suisse, mais aussi dans les locaux du département de physique de l'université McGill. Doctorants et professeurs ayant activement participé à la mise en place de cette expérience extraordinaire se réjouissaient de la réussite de son démarrage.
Les chercheurs d'ici sont nombreux à faire régulièrement la navette entre Montréal et Genève, où se situe le Large Hadron Collider (LHC), pour poursuivre leurs travaux, qui font partie intégrante de l'expérience ATLAS associée au plus grand des détecteurs entourant le LHC.
Des chercheurs des universités McGill et de Montréal ont notamment conçu un système permettant d'identifier les collisions de particules qui seront les plus intéressantes scientifiquement. «Près d'un milliard de collisions entre protons se produiront à chaque seconde. La quantité de données générées par ce milliard de collisions étant gigantesque, le système mis au point par nos chercheurs permettra de sélectionner les 200 collisions, dont les résultats méritent d'être sauvegardés», explique le professeur de physique de l'université McGill Brigitte Vachon, membre de l'équipe internationale qui se consacre au détecteur ATLAS, le plus imposant des détecteurs entourant le tuyau au sein duquel on provoquera les collisions entre deux faisceaux de protons. «Ce système repose sur des algorithmes de reconnaissance des événements physiques intéressants qui seront captés par le détecteur. Ces algorithmes que nous avons développés permettent de reconnaître les signatures laissées par les particules qui sont prévues par la théorie.»
«Notre système agit comme un filtre qui ne retient que les événements que l'on désire conserver. Comme on croisera les faisceaux de protons toutes les 25 nanosecondes afin de provoquer des collisions, cela produira une quantité de données immense, qu'il sera impossible de gérer. Notre système doit décider s'il doit enregistrer ce qui s'est passé durant une collision dans le but de l'analyser ultérieurement, ou de l'ignorer», ajoute le doctorant de l'Université de Montréal Jonathan Ferland, qui a travaillé à la conception de ce système de filtrage intégré au détecteur ATLAS.
Des chercheurs de l'université McGill ont également contribué à la mise au point d'une grille de calcul internationale qui devra servir à l'analyse de la quantité colossale de données relevées lors des expériences menées dans le LHC. Cette grille de calcul a été échafaudée en reliant entre eux des milliers d'ordinateurs localisés en différents lieux du globe afin de créer un super ordinateur, en quelque sorte, a souligné Brigitte Vachon.
Une autre équipe s'est quant à elle appliquée à élaborer des méthodes d'analyse permettant de retracer parmi les événements physiques qui surviendront lors des collisions entre protons des évidences de la production du boson de Higgs, une particule élémentaire dont l'existence est prévue par les théories physiques mais que les physiciens n'ont jamais pu observer. L'énergie qui sera générée lors des collisions qui seront induites dans le LHC devrait être suffisante pour provoquer l'apparition de cette particule, surnommée particule de Dieu, qui est sensée être à l'origine de la masse de toutes les choses, a précisé Brigitte Vachon.
Le professeur Claude Leroy, du département de physique de l'Université de Montréal, a pour sa part conçu, en collaboration avec l'Institut de physique expérimentale et appliquée de Prague et le Groupe de microélectronique du CERN (l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire), un petit détecteur d'une surface de deux centimètres carrés qui se présente comme un damier de 256 pixels par
256 pixels. «Notre détecteur se distingue par le fait qu'il nous fait "voir" les interactions de particules en temps réel, contrairement aux autres détecteurs, dont on doit analyser les données, par exemple les mesures d'énergie, pour reconstituer le profil d'une particule», fait remarquer Claude Leroy, qui, avec ses collègues tchèques, a passé quelques années à identifier la signature visuelle des différentes particules (muons, pions, neutrons, protons, etc.) qui pourront être produites lorsque les protons s'écraseront les uns contre les autres. «Avant même que le collisionneur ne soit en marche, notre MPX-ATLAS a détecté les particules (électrons, protons, muons, photons) issues du bruit de fond cosmique», souligne fièrement M. Leroy.
Seize de ces petits mais néanmoins puissants détecteurs MPX ont été introduits à des endroits stratégiques du gigantesque détecteur ATLAS. Ils permettront d'échantillonner le champ de radiation qui s'y manifesterait. «Car les collisions entre protons produiront dans la chaîne des événements qui s'ensuivront des neutrons qui iront frapper les matériaux dont est constitué le détecteur ATLAS. Et alors, ces matériaux pourront devenir radioactifs pendant un certain temps», explique le doctorant Jonathan Ferland.
La contribution des chercheurs québécois à ce projet scientifique le plus ambitieux de tous les temps est essentielle à sa réussite.
Édition du samedi 13 et du dimanche 14 septembre 2008
Mots clés : contribution québécoise, collisionneur de particules, Science, Québec (province)
Photo: Agence France-Presse
Mercredi, l'excitation était palpable non seulement dans le tunnel abritant le plus puissant collisionneur de particules du monde localisé à la frontière franco-suisse, mais aussi dans les locaux du département de physique de l'université McGill. Doctorants et professeurs ayant activement participé à la mise en place de cette expérience extraordinaire se réjouissaient de la réussite de son démarrage.
Les chercheurs d'ici sont nombreux à faire régulièrement la navette entre Montréal et Genève, où se situe le Large Hadron Collider (LHC), pour poursuivre leurs travaux, qui font partie intégrante de l'expérience ATLAS associée au plus grand des détecteurs entourant le LHC.
Des chercheurs des universités McGill et de Montréal ont notamment conçu un système permettant d'identifier les collisions de particules qui seront les plus intéressantes scientifiquement. «Près d'un milliard de collisions entre protons se produiront à chaque seconde. La quantité de données générées par ce milliard de collisions étant gigantesque, le système mis au point par nos chercheurs permettra de sélectionner les 200 collisions, dont les résultats méritent d'être sauvegardés», explique le professeur de physique de l'université McGill Brigitte Vachon, membre de l'équipe internationale qui se consacre au détecteur ATLAS, le plus imposant des détecteurs entourant le tuyau au sein duquel on provoquera les collisions entre deux faisceaux de protons. «Ce système repose sur des algorithmes de reconnaissance des événements physiques intéressants qui seront captés par le détecteur. Ces algorithmes que nous avons développés permettent de reconnaître les signatures laissées par les particules qui sont prévues par la théorie.»
«Notre système agit comme un filtre qui ne retient que les événements que l'on désire conserver. Comme on croisera les faisceaux de protons toutes les 25 nanosecondes afin de provoquer des collisions, cela produira une quantité de données immense, qu'il sera impossible de gérer. Notre système doit décider s'il doit enregistrer ce qui s'est passé durant une collision dans le but de l'analyser ultérieurement, ou de l'ignorer», ajoute le doctorant de l'Université de Montréal Jonathan Ferland, qui a travaillé à la conception de ce système de filtrage intégré au détecteur ATLAS.
Des chercheurs de l'université McGill ont également contribué à la mise au point d'une grille de calcul internationale qui devra servir à l'analyse de la quantité colossale de données relevées lors des expériences menées dans le LHC. Cette grille de calcul a été échafaudée en reliant entre eux des milliers d'ordinateurs localisés en différents lieux du globe afin de créer un super ordinateur, en quelque sorte, a souligné Brigitte Vachon.
Une autre équipe s'est quant à elle appliquée à élaborer des méthodes d'analyse permettant de retracer parmi les événements physiques qui surviendront lors des collisions entre protons des évidences de la production du boson de Higgs, une particule élémentaire dont l'existence est prévue par les théories physiques mais que les physiciens n'ont jamais pu observer. L'énergie qui sera générée lors des collisions qui seront induites dans le LHC devrait être suffisante pour provoquer l'apparition de cette particule, surnommée particule de Dieu, qui est sensée être à l'origine de la masse de toutes les choses, a précisé Brigitte Vachon.
Le professeur Claude Leroy, du département de physique de l'Université de Montréal, a pour sa part conçu, en collaboration avec l'Institut de physique expérimentale et appliquée de Prague et le Groupe de microélectronique du CERN (l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire), un petit détecteur d'une surface de deux centimètres carrés qui se présente comme un damier de 256 pixels par
256 pixels. «Notre détecteur se distingue par le fait qu'il nous fait "voir" les interactions de particules en temps réel, contrairement aux autres détecteurs, dont on doit analyser les données, par exemple les mesures d'énergie, pour reconstituer le profil d'une particule», fait remarquer Claude Leroy, qui, avec ses collègues tchèques, a passé quelques années à identifier la signature visuelle des différentes particules (muons, pions, neutrons, protons, etc.) qui pourront être produites lorsque les protons s'écraseront les uns contre les autres. «Avant même que le collisionneur ne soit en marche, notre MPX-ATLAS a détecté les particules (électrons, protons, muons, photons) issues du bruit de fond cosmique», souligne fièrement M. Leroy.
Seize de ces petits mais néanmoins puissants détecteurs MPX ont été introduits à des endroits stratégiques du gigantesque détecteur ATLAS. Ils permettront d'échantillonner le champ de radiation qui s'y manifesterait. «Car les collisions entre protons produiront dans la chaîne des événements qui s'ensuivront des neutrons qui iront frapper les matériaux dont est constitué le détecteur ATLAS. Et alors, ces matériaux pourront devenir radioactifs pendant un certain temps», explique le doctorant Jonathan Ferland.
La contribution des chercheurs québécois à ce projet scientifique le plus ambitieux de tous les temps est essentielle à sa réussite.
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