Conférence sur le Large Hadron Collider (LHC)

20 octobre 2010 – Synchrotron Soleil

Nicolas Arnaud (narnaud@lal.in2p3.fr)( @ p )Laboratoire de l’Accélérateur Linéaire (CNRS/IN2P3)

Sommaire Introduction : une (très) brève histoire de la physique des particules La théorie actuelle : le Modèle Standard

Accélérateurs et collisionneurs Détecteurs

L’Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) Le Grand Collisionneur à Hadrons – Large Hadron Collider LHCLe Grand Collisionneur à Hadrons Large Hadron Collider, LHC

La revue de vulgarisation Élémentaire Le projet Passeport pour les deux infinis Le projet Passeport pour les deux infinis

2

Une (très) brève histoire dela physique des particules

3

Une (très) brève histoire des particules L’atome est un concept vieux de 2500 ans ! Les philosophes cherchent à expliquer la Nature

(« Physis » en Grec)

Anaxagore : « Il y a quelque chose de chaque chose dans toutes les choses » g y q q q

Atomisme : Démocrite, Épicure, Lucrèce « Atoma » signifie « indivisible » en grecg g Les atomes sont petits, élémentaires et pleins Les atomes se déplacent, s’assemblent et se séparent dans le vide, infini Il y a différents types d’atomes – les plus légers forment l’âme !Il y a différents types d atomes les plus légers forment l âme ! Les atomes sont éternels et peuvent à l’infini former de nouvelles structures Vision du monde opposée au Christianisme ; elle tombe dans l’oubli

XVIIème – XVIIIème siècle : les premiers chimistes Boyle : Une théorie scientifique valable est basée sur l’expérience L i i l lé l ti t l d’ élé t hi i Lavoisier : les molécules contiennent plus d’un élément chimique Gay-Lussac : 2 H + O H2O ; les éléments chimiques sont à la base de la matière Dalton : chaque élément chimique est fait d’un type d’atome unique

Une (très) brève histoire des particules 1869, Mendeleiev : la classification périodique des éléments

Uniquement basée sur l’expérienceq p

Confirmation des décennies après

Cases laissées vides, remplies plusp ptard… comme prévu par Mendeleiev !

Mendelevium (101ème élément, 1957)

Radioactivité : émission spontanée de radiation (= d’énergie)p ( g )

Röngten (1895)Découverte des

rayons X

Becquerel (1896)Découverte de la

radioactivité naturelle

Pierre et Marie Curiedécouvrent le polonium

et le radium (1898)

Une (très) brève histoire des particules 1897, J.J. Thomson : découverte de l’électron – appelé « rayon cathodique »

1905, A. Einstein : « Annus Mirabilis » Relativité restreinte E = mc2

Effet photo-électrique Le photon est le quantum d’énergie

pour les ondes électromagnétiquespour les ondes électromagnétiques Théorie du mouvement brownien Prouve l’existence des molécules

Modèle Standard

E. Rutherford 1909 : découverte du noyau 1918 : découverte du proton

10 000 f i l i b i é l’h d W P ~ 10 000 fois plus petit baptisé en l’honneur de W. Proutque l’atome [1815 : matome mH atome]

6

Une (très) brève histoire des particules 1932, J. Chadwick : découverte du neutron « Manqué » par F. et I. Joliot-Curie

Rayons cosmiques : un vivier de nouvelles particules~90% protons, ~9% He, ~1% électrons…p , ,

1932, C. Anderson : découverte du positron 1ère particule d’antimatière 1 particule d antimatière Prédite par le théoricien P.A.M. Dirac en 1928

1936 C Anderson : découverte du muonPositron 1936, C. Anderson : découverte du muon Même charge que l’électron Masse intermédiaire entre électron et proton

Positron

Plaquede plomb

Champ

magnétique

7I. Rabi, Prix Nobelde Physique 1944

Le zoo des particulesAprès la fin de la seconde guerre mondiale, de nouvelles

particules sont découvertes par dizaines dans les rayonscosmiques puis les accélérateurs Comment mettre de l’ordre dans ce bestiaire ?

88

Les quarks En fait, la plupart de ces nouvelles particules

sont composés de 2 ou 3 quarks Exemples : les protons et les neutrons

L’interaction forte lie les quarks dans cesqparticules, appelées hadrons

Il n’y a que 6 types (ou « saveurs ») de quarksIl n y a que 6 types (ou « saveurs ») de quarks La situation redevient simple !

L’existence des quarks est proposée au milieu des années 1960 L existence des quarks est proposée au milieu des années 1960 Celle des 2 (+1) premiers quarks est confirmée expérimentalement

à la fin de la décennie au Stanford Linear Accelerator Center

99SLAC (Californie)

Une (très) brève histoire des particules 1974 : Découverte simultanée du 4ème quark

dans deux laboratoires américains « Révolution de novembre »

1977 : Découverte du 5ème quarkil b

q 1995 : Découverte du 6ème quark à Fermilab

2000 : L’observation du neutrino-tau conclut la recherche des particulesde matière (ou fermions, 12 au total) prédites par la théorie. 10

Le Modèle Standard dela physique des particules

11

Le Modèle Standard 12 particules élémentaires 3 leptons chargés

http://quarks.lal.in2p3.fr/afficheComposants/index.html

6 quarks 3 neutrinos

3 familles la 1ère matière antimatière antimatière

3 forces interaction forte interaction forte interaction faible électromagnétisme

i é é li bl gravité négligeable bosons médiateurs

2 piliers Mécanique quantique (infiniment petit) Relativité restreinte (hautes énergies)

Petites distances hautes énergies

De très (trop ?) nombreux succès Le Modèle Standard a été bâti dans les années 1960-1970 en rassemblant plusieurs

théories dont les paramètres libres ont été ajustés pour « coller » à l’expérience

L’accord entre le Modèle Standard et les mesures est excellentAucune expérience ne l’a vraiment mis en défaut depuis plus de 3 décennies !p p p

Exemple : la matrice « CKM »

C K MExemple : le « moment magnétique

anormal » du muon

C K M

1313

Le boson de Higgs Seule particule du Modèle Standard à ne

pas (encore !?) avoir été découverte Sa masse est un paramètre libre

Particule cruciale pour la théorie :p Joue un rôle dans l’unification électrofaible « Donne leur masse » aux autres particules élémentaires

La chasse est ouverte depuis plus d’une décennie Objectif principal du LHC L’étau se ressère (LEP + Tevatron) L étau se ressère (LEP + Tevatron) Boson

de Higgs

Tevatron

LHC

Matière(Conquête du

M dèl St d d)

1414

Modèle Standard)

Au-delà du Modèle Standard Limites du Modèle Standard N’explique pas certains phénomènes : Les masses des neutrinos

La matière noireL’asymétrie matière-antimatière

N’est pas valide à très haute énergiep g Ignore la gravitation

Il doit exister une « nouvelle physique » décrite par une théorie plus fondamentalep y q p p

Problèmes : où la chercher ? A quelle énergie ? Le Modèle Standard ne montre pas de signe de faiblesse !p g

Deux types d’expériences « à découverte » : LHC, Tevatron, « de précision » : LEP, BaBar/SuperB, MEG, NA62, etc. Faute d’indice probant, toutes les pistes sont explorées !

1515 Il faut tester les propositions des théoriciens Particules, interactions ou … dimensions supplémentaires

AccélérateursAccélérateurs&&

CollisionneursCollisionneurs

16

Les accélérateurs de particules Plus on veut sonder la matière aux petites échelles, plus il faut d’énergie Exemple des ondes électromagnétiques : énergie 1 / (longueur d’onde)

La plupart des particules sont instables elles n’existent pas dans la Nature Il faut les produire artificiellement Il faut les produire artificiellement En grande quantité pour obtenir des mesures de qualité Les accélérer pour leur donner l’énergie souhaitée

L / é d dé i é i l l é di Les amener/créer au cœur des détecteurs construits spécialement pour les étudier

Moyens :

la force électromagnétique la relativié restreinte

2mcE

BvEqF

Uniquement desparticules chargées

Les accélérateurs de particules On accélère les particules à On les pilote avec des

l’aide d’un champ électrique champs magnétiques

Les particules « surfent » sur des ondes électromagnétiques

Les oscilloscopes et les tubes TV cathodiques sont des accélérateurs ! Les oscilloscopes et les tubes TV cathodiques sont des accélérateurs !

Tube d'oscilloscope1 : électrodes déviant le faisceau

2 : canon à électrons3 : faisceaux d'électrons

4 : bobine pour faire converger le faisceau5 : face intérieur de l'écran recouverte de phosphore

18

Où prend-on les particules ? Production des particules Electrons (LEP) arrachés d’un filament métallique chauffé

Positrons (antimatière !) Effet photoélectrique( ) par collision d’électrons sur une plaque métallique

Protons (LHC)Protons (LHC) on utilise des atomes d’hydrogène

un très fort champ électrique brise la cohésion des atomes

un proton (charge +)un électron (charge )

un très fort champ électrique brise la cohésion des atomes les particules de charges opposées se séparent on récupère les protons, injectés dans l’accélérateur

CERN

Les particules ainsi produitessont « mises en forme » avant

1919d’être accélérées fortement

19

Assez de protons pour des annéesde fonctionnement du LHC !

Les accélérateurs linéaires Principe des premiers accélérateurs linéaires 1956

Dans les cavitésséparant deuxélectrodes les

Tem

ps particules sonttoujours

repousséespar la précédenteet attirées par la

suivante.

Aujourd’hui : les particules surfent sur uned él é ionde électromagnétique

2020

Les accélérateurs circulaires Premier accélérateur circulaire : le cyclotron de Lawrence en 1931 Champ magnétique constant Zone avec champ électriqueAccélération

La trajectoire est une spiralej p

Aujourd’hui : le champ magnétique suit l’accélérationAujourd hui : le champ magnétique suit l accélération Trajectoires quasi-circulaires

L’anneau du LHC (utilisée auparavant par le LEP) L anneau du LHC (utilisée auparavant par le LEP)fait ~ 27 km de circonférence

P blè l i l ’ i d Problème : les particules n’aiment pas tourner en rond Elles perdent de l’énergie à chaque virage pour les accélérateurs de particules

2121 Présence de zones rectilignes de « réaccélération »

pour SOLEIL qui utilise la lumière synchrotron ainsi produite C’est une autre histoire …

Les collisionneursAccélération dans des sections droites Collisions de faisceaux dans des anneaux circulaires

Collisionneur~ 2,2 km de

circonférence Taille de la machine « réduite » Particules produisent des collisions à chaque tour Les collisions « frontales » permettent d’utiliser

San Franciscoà 50 km

circonférence

pau mieux l’énergie disponible

Les particules sont organisées en paquets très denses SLAC Elles sont très petites On veut être sûr d’avoir des collisions à chaque croisement Les particules sont produites en série

SLAC

p p

Les particules circulent dans un tube à vide pour minimiserles collisions parasites avec les molécules d’air résiduelles

Les particules sont (ultra)-relativistes : vptc ~ vlumière (300 000 km/s)

Précision d’horlogerie au-milieu d’une grosse machine

2222 Taille de la zone de collision : ~ cm (plutôt moins) Taille de l’accélérateur : ~ km (plutôt plus)

DétecteursDétecteurs

23

Des collisions dans les détecteurs Collision de particules accélérées « Grain » d’énergie Nouvelles particules

Accélérate r E mc2 Détecte rAccélérateur E = mc2 Détecteur

On étudie les propriétésdes particules produitesdes particules produitespendant les collisionset on compare les résultatsobtenus aux prédictions

2424

obtenus aux prédictionsthéoriques

Un détecteur en physique des particules Structure en poupée russe

Chaque couche a une fonction précise Chaque couche a une fonction précise Trajectographe(s) Sui(ven)t les particules chargéesC l i èt ( ) Calorimètre(s) Mesure(nt) les énergies des particules Détecteurs de muons

Fort champ magnétique

Dépôt d’énergie signalélectrique

Conversion analogique

> 106 canaux d’électronique

Sélection des événementsi té t t é l

2525

intéressants en temps réel

Schémas adaptés du détecteur CMS (LHC)

L’analyse des données Schéma suivi par une analyse typique :

Utilisation intensive d’ordinateurs pour accéder/utiliser les données enregistrées au CERNaccéder/utiliser les données enregistrées au CERN simuler le comportement du détecteur lors du passage des particules étudiées

Mise en œuvre de méthodes mathématiques sophistiquées pour obtenir lesrésultats les plus précis possibles et tester leur validité

La « maturation » d’un résultat peut prendre une année voire plus26

L’organisation européenneL’organisation européennepour la recherche nucléaire :pour la recherche nucléaire :

le CERNle CERN

27

Le CERN Nom officiel : « Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire »

Plus grand laboratoire de physiquedes particules au monde : ~ 3000 employés à plein temps

France Genèvep y p p

~ 6500 scientifiques y réalisent leurs expériences

Créé le 29 septembre 1954Suisse

Créé le 29 septembre 1954

Vingt états membres + pays « observateurs » Pays fondateurs+ pays « observateurs »ou « participants »

L CERN i é è d G è

y

Pays devenusmembres ensuite

Le CERN est situé près de Genève,à cheval sur la frontière franco-suisse

Internet a été inventé au CERN au début des années 1990 ! 28

Le Grand Collisionneur à hadronsLarge Hadron Collider (LHC)

29

Le LHCAnneau quasi-circulaire de ~27 km de circonférence creusé à ~100 m sous terre

2 faisceaux de protons (ou d’ions Pb selon les périodes ) y circulent en sens opposé

Ils se croisent au centre de 4 détecteurs géants (ALICE, ATLAS, CMS, LHCb)France Genève

g ( , , , )où se produisent les collisions dont les produits sont étudiés par les physiciens

Les particules sont accélérées par tout une série d’accélérateurs en amont ;Les particules sont accélérées par tout une série d accélérateurs en amont ;la dernière phase de ce processus a lieu dans l’anneau LHC lui-même

Jura

30

Le LHC en quelques chiffres Consommation d’électricité : ~ 400 GWh/an (5% de la consommation de la SNCF)

Les particules accomplissent 11 000 tours / seconde à la vitesse de la lumière Les particules accomplissent 11 000 tours / seconde à la vitesse de la lumière

La pression dans le tube à vide est 10 fois inférieure à celle sur la Lune

Les aimants sont au nombre de 9 300 environ ; ils sont refroidis à -271,3C Plus froid que l’espace intersidéral !

En fonctionnement nominal (pas encore atteint) :

L i l i 40 illi d f i d d l Les particules se croiseront ~ 40 millions de fois par seconde dans lesdétecteurs et chaque interaction produira ~ 20 collisions proton-proton

Il y aura ~ 300 000 000 000 000 de protons en même temps dans le LHC

L’énergie stockée dans le faisceau équivaudra à celle de 80 kg de TNTaimants 240 kg

L’énergie des collisions sera de 14 TeV (7 TeV actuellement)31

Petit résumé du fonctionnement du LHC Film “Bottle to Bang” produit et dirigé par Chris Mann (© CERN, 2008)

http://cdsweb.cern.ch/record/1125472

France

Suisse

32

Un petit tour du côté des détecteurs Des cathédrales de métal et d’électronique ! Dimensions de plusieurs dizaines de mètres Poids de plusieurs milliers de tonnes ( Tour Eiffel)

Des millions de canaux électroniques recoivent desGenève

qinformations lors des collisions Les particules déposent de l’énergie en traversant

les différents détecteurs ; ces dépôts sont convertis en signaux électriques puis lusSuisse

Taille des détecteurs ATLAS et CMS

les différents détecteurs ; ces dépôts sont convertis en signaux électriques puis lus Surfaces/volumes actifs, câbles, alimentations, etc.

Volume total de données : plusieurs Encyclopédia Universialis / seconde Volume total de données : ~ plusieurs Encyclopédia Universialis / seconde Impossible de tout conserver Tri en temps réel des événements : drastique et très performant

Données stockées et analysées au moyen de milliers d’ordinateursrépartis dans des centaines de centres de calcul du monde entier

Chaque collaboration du LHC compte plusieurs milliers de membres 33

Pourquoi construire le LHC ? Coût accélérateur + détecteurs : ~7 milliards d’euros Partagé par de nombreux états sur une longue période

Budget annuel du CERN : ~700 millions d’euros Moins de 2 euros par an et par européen Genève

Curiosité envers la Nature, recherche, progrès scientifique Le propre de l’espèce humaine Tant qu’on n’a pas découvert un nouveau phénomène on ne peut pas imaginer

Suisse Tant qu’on n’a pas découvert un nouveau phénomène, on ne peut pas imaginer

à quoi il pourrait servir ! Exemples : le laser, internet, etc.

Le Modèle Standard marche très (trop) bien maisLe Modèle Standard marche très (trop) bien maisil y a des phénomènes qu’il ne peut pas expliquer

Une particule prédite manque à l’appel : le boson de Higgs !p p q pp gg

Le Modèle Standard ignore complètement la gravité et n’est pas valable à toute énergie. Beaucoup de sescaractéristiques (masses, etc.) n’ont pas d’explication.

Avec le LHC on décuple presque la gamme d’énergie accessible expérimentalement

Le LHC est-il dangereux ? Non !

Impact environnemental très faible Radioactivité émise ~ quelques pourcents de la radioactivité naturelle

i i i i ll d i Les « micro-trous noirs » qui pourraient éventuellement être produits au LHCn’engloutiront pas la Terre Production de trous noirs basée sur des hypothèses théoriques très hardies et

qui n’ont encore reçu aucune confirmation expérimentale La Nature produit depuis la nuit des temps des collisions plus énergétiques

que celles du LHC (exemple : rayons cosmiques) et nous sommes toujours là !q ( p y q ) j

Pour plus d’information, voir le sitehttp://environmental-impact.web.cern.ch/environmental-impact/Welcome-fr.htmlp p p

3535

Le LHC ne s’est pas construit en un jour 1994 : Approbation du projet LHC par le CERN Démarrage de la R&D et des études de faisabilité dans les années 1980

1996-1998 : Approbation des 4 grandes expériences

2000 : arrêt de l’accélérateur précédent (le LEP)p ( ) Démantèlement (même tunnel !) et démarrage de la construction du LHC

Fin 2007-début 2008 : fin de la construction après plusieurs retards

10 septembre 2008 : démarrage officiel du LHC Premier tour complet de protons dans l’anneau de 27 km

19 septembre 2008 : incident électrique au niveau d’une interconnexion entre 2 aimants 14 mois d’arrêt 14 mois d arrêt

23 octobre 2009 : redémarrage Suivi d’une montée en puissance graduelle

30 mars 2010 : premières collisions à 7 TeV Début de l’exploitation scientifique du LHC

36

2010 : début du programme de physique ! Salle de contrôle de l’accélérateur juste après la réussite des 1ères collisions à 7 TeV :

Film « LHC First Phyics » (2010, © CERN video productions)http://cdsweb.cern.ch/record/1259221 37

Quelques belles photos du LHC

Suisse

38

Le meilleur est à venir Objectif premier du LHC : répondre à la question, « Le boson de Higgs existe-t-il ? »

Autres buts de physique : Chercher des signes de physique nouvelle au-delà du Modèle Standard Tester des théories plus générales, proposées pour complèter le Modèle Standard Découvrir la nature de la mystérieuse matière noireAméliorer notre connaissance des différences entre matière et antimatière Observer et étudier un nouvel état de la matière nucléaire, le plasma de, p

quark-gluon, qui a dû exister juste après le Big-bang ???

Depuis la fin mars, le taux de collisions aaugmenté de manière très significative : L’objectif est d’accumuler d’ici fin 2011 L objectif est d accumuler d ici fin 2011

une quantité de données suffisante pourproduire des résultats de physique compétitifs

La prise de données est prévue jusqu’en 2030, avec des améliorations techniquesrégulières au cours des années (énergie, taux de collisions, etc.)

Au fait, que se passe-t-il au LHC actuellement ?

Statut de l’accélérateur http://op-webtools.web.cern.ch/op-webtools/vistar/vistars.php?usr=LHC1 http://op-webtools.web.cern.ch/op-webtools/vistar/vistars.php?usr=LHC2 http://op-webtools.web.cern.ch/op-webtools/vistar/vistars.php?usr=LHC3

Informations en provenance de détecteurs http://atlas-live.cern.ch http://lhcb-public.web.cern.ch/lhcb-public/en/Collaboration/LHCbStDis.html

Suissehttp://lhcb public.web.cern.ch/lhcb public/en/Collaboration/LHCbStDis.html

40

En résumé Le LHC est le projet le plus important de la physique des particules

Il est attendu par l’ensemble de la communauté scientifique. Ses résultats (qu’ilssoient positifs ou négatifs) auront une grande importance sur le futur de la discipline

LHC = défi technologiqueet scientifique Suisse

Le LHC est prévu pourdurer au moins 1 génération vos élèves pourront y participer ! vos élèves pourront y participer !

Science fondamentale De nombreuses applications De nombreuses applications

Des métiers passionnants

De l’aventure garantie !!! 41

Pour en savoir plus Des pages web de l’IN2P3-CNRS

http://www.in2p3.fr/physique_pour_tous/informations/sites/sites.htmhttp://www.in2p3.fr/physique_pour_tous/questions/poser_une_question.htmhttp://www.in2p3.fr/physique_pour_tous/aulycee/tipe.htm

L’affiche des composants élémentaires de la matière http://quarks.lal.in2p3.fr/afficheComposants/index.html

La revue de vulgarisation « Élémentaire » http://elementaire.web.lal.in2p3.fr/ Zoom sur ces deux projets

i Le « Passeport pour les 2 Infinis »

http://www.passeport2i.fr/

dans les pages suivantes

Exemplaires à disposition

Le site LHC-Francehttp://www.lhc-france.fr/

pour consultation

Les Masterclasses du CERNhttp://www.in2p3.fr/presse/communiques/2010/02_masterclasses.htm

42

La revue de vulgarisationÉlémentaire

43

La revue Élémentaire Revue de vulgarisation (2003-2010)

format A4, 64 pages, en couleur

Cible : grand public avec une formationscientifique niveau secondaireq

Fil rouge : le LHC

De nombreux sujets abordés : Grandes questions scientifiquesArticles théoriquesArticles théoriques Perspectives historiques Développements technologiques Retombées Retombées

8 numéros publiés 1 thème central pour chaque numéro 1 thème central pour chaque numéro

Tous disponibles sur le site de la revue44

Le ProjetPasseport pour les 2 infinis

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Le passeport pour les 2 infinis Un livre réversible de 192 pages couleur (Dunod) Côté pile : vers l’infiniment petit Côté face : vers l’infiniment grand

Courts articles (2 pages)P i i l ti d d i Principales notions du domaine Description des grandes expériences actuelles (Planck, LHC, etc.) Quelques fiches plus appliquées + un glossaire fourni pour conclure chaque partie

Plus de cinquante contributeurs du CNRS, du CEA et de l’Université Comité de rédaction de sept chercheurs et ingénieurs

Livre disponible gratuitement pour les enseignants du secondaire et du supérieur Site web : http://www.passeport2i.fr

Fi h éd i él b é d f à i d’ i l d li Fiches pédagogiques élaborées par des professeurs à partir d’articles du livre

Rencontres avec des enseignants et le grand public

DVD en projet

Forum, tutorat, salle virtuelle sur 2nd life, etc.46

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BackupBackup

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Mon Laboratoire : le LAL Situé sur le campus de l’Université Paris Sud XI entre Orsay et Bures sur Yvette

Site web : http://www.lal.in2p3.fr/

Laboratoire de l’Accélérateur Linéaire : LAL Nom historique : le grand accélérateur linéaire a cessé ses activités en 2004.

Le LAL vient d'en construire un plus petit pour des expériences/tests

Le LAL est une unité mixte de l’IN2P3/CNRSet de l’Université Paris Sud

CNRS : Centre National de la Recherche Scientifique 32 000 personnes, budget de 3,4 milliards d’€

IN2P3 : Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules Un des dix instituts du CNRS ; créé en 1971

Unité mixte : le LAL rassemble des chercheurs CNRS et des enseignants-chercheursqui dépendent de l’Université Paris Sud et enseignent sur le campus

Expériences et métiers au LAL Domaines de recherche : physique des particules et cosmologie : ~120 chercheurs (70% / 30%) répartis en une douzaine de groupes ~220 ingénieurs et techniciens Budget annuel d’environ 20 millions d’€

Implication dans des expériences sur plusieurs continents :Europe, Etats-Unis, Argentine, Japon et même… dans l’espace

Services techniques : informatique, électronique, mécanique, etc. Services administratifs : personnel, financier, missions, information scientifique, etc. Plateformes utilisées par d’autres laboratoires : grille de calcul magasin etc Plateformes utilisées par d autres laboratoires : grille de calcul magasin, etc.

50

L’autre Modèle Standard : la cosmologie Gravitation Relativité générale

Big bang

Décalage vers le rougeg gAbondance des éléments légers Rayonnement de fond cosmologique

Questions ouvertes : Matière noire Energie noire

5151

De ADA au LHC : quelques collisionneursADA : le premier collisionneur Anneau de Collision d’Orsay (ACO)

Vers 1965

SPEAR (SLAC) : 2 prix Nobel (J/ et )

Frascati (1961) LAL (1962) Frascati (2007)

A j d’h iAujourd’hui

5252 Le LEP (CERN): 1989-2000 Le LHC

En résumé

5353

L’énergie des collisions : 7/14 TeV Particules accélérées par une différence de potentiel unité commode : l’électron-volt (eV)

FranceÉnergie gagnée par une particulede charge élémentaire dans une

différence de potentiel de 1 V

En physique des particules on utilise des multiples de cette unité le kilo électron-volt : 1 keV = 1 000 eV ~ TVle kilo électron-volt : 1 keV 1 000 eV TV le méga électron-volt : 1 MeV = 1 000 000 eV le giga électron-volt : 1 GeV = 1 000 000 000 eV ~ LEP le téra électron volt : 1 TeV = 1 000 000 000 000 eV LHC le téra électron-volt : 1 TeV = 1 000 000 000 000 eV ~ LHC

1 TeV énergie cinétique d’une… mouche en vol !Q id d lli i h ? Quid des collisions entre mouches ?

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