Forum éco

Collisions géantes de particules: une nouvelle ère s'ouvre pour la physique





3,9 Md d'€, après tout c'est moins qu'un Kerviel et puis ça fait la nique aux américains.

Le croco pourrait-il sortir de sa bouderie et nous en dire plus sur le sujet?

J'avoue, je me suis marré...



Ouhais, Shermann, ça va 5 minutes de bouder.

Grand Collisionneur de Hadrons: le premier quark beauté intercepté
22:06 22/04/2010MOSCOU, 22 avril - RIA Novosti



Shermann, tu nous expliques maintenant que tu es revenu parmis nous?

Ce nouvel accélérateur est un outil extraordinaire. Il permet d'atteindre une énergie et un taux de collisions très grands. Pourquoi a t-on besoin d'ếnergie et d'un grand nombre de collisions ?

1) La grande énergie du LHC permet d'étendre les limites du domaine exploré par les physiciens d'un ordre de grandeur, en gros. Ne jamais oublier E=mC2. Et donc les phénomènes à grande énergie (comme les collisions des faisceaux des accélérateurs) donnent accès à des particules plus lourdes, non encore découvertes.
2) Le très grand nombre de collisions permet de mesurer les propriètés des certaines particules très très rares.

Une autre façon d'expliquer ce qui se passe dans les collisions, c'est qu'on y dispose d'une densité d'énergie équivalente à celle qui prévalait quelques instants après le big bang. Et que donc augmenter l'énergie, c'est aussi quelque part remonter dans le temps. Le LHC permet d'apercevoir fugacement la nature telle qu'elle était quelques 1e-10 s après le big bang. Une éternité à l'échelle des particules.

Les physiciens auront besoin de plusieurs milliards de collisions pour éventuellement découvrir de nouveaux phénomènes ou de nouvelles particules. Mais on n'est pas à l'abri d'une bonne surprise. La nature peut se révéler plus surprenante que ce que nous croyons et nous gratiffier d'une belle découverte en quelques semaines ou queques mois.

Si on reste sur le chemin balisé par les théories les plus communes et par la précédente génération d'expérience, le LHC devrait répondre à 3 questions fondamentales:
1) L'origine de la masse des particules: le fameux boson de Higgs. Existe-t-il vraiment ? S'il existe, il n'échappera pas au LHC.
2) La symètrie fermion-boson: Il y a une très jolie théorie qui dit que les briques de l'univers (fermions) et son ciment (boson) sont 2 manifestations différentes d'une mème entité. Cette théorie prédit l'existence d'une flopée de nouvelles particules plus lourdes. Elle n'a jamais été confirmée expérimentalement. C'est un des principaux axes de recherche.
3) L'observation des infimes différences entre les particules et les antiparticules devrait nous indiquer des pistes de recherche pour comprendre enfin ou est passée l'antimatière après le big bang. L'antimatière n'a jamais été observée à l'état naturel (à ne pas confondre avec les antiparticules, observées de façon routinière dans les rayons cosmiques), et on ne sait pas pourquoi. Au big bang, les lois de conservation nous apprennent que s'il y a création de matière, il y a eu aussi de l'antimatière. 15 milliards d'années plus tard, ne reste que la matière. Pourquoi ?

Et pour le quark b dont wotan parlait, il s'agit d'une particule découverte en 1977, qui n'a pas encore révélé tous ses secrets. Elle a été étudiée sous toutes ses coutures, mais on compte sur le LHC pour augmenter la précision de ces études. Elle est un cobail de choix pour le point 3 cité plus haut.
Son nom (beauté) est très poétique, et vient d'une petite tradition de physiciens des années 60-70, qui ne manquaient ni d'humour ni de personnalité.

La première particule à recevoir un nom poétique fut le quark étrange, car avant de l'identifier, on avait trouvé son comportement ... étrange. Ensuite ce fut le quark charmé et le quark beau. Et je vous raconte pas la façon dont vous êtes fusillés du regard quand, jeune impétrant, vous tentez des jeux de mots tout pourris avec ces noms si poétiques...

Merci Shermann.

Bon, Charpak est mort ...

Son apport au développement de la physique expérimentale et de son ouverture à l'imagerie médicale était déterminant.

Ce qu'il a fait, en gros, c'est de trouver les solutions techniques qui ont permis de passer d'un seul canal de détection, à plusieurs, fonctionnant ensemble (et pouvant donc fournir des trajectoires, et traiter plusieurs particules à la fois) et vite (et pouvant donc analyser beaucoup de particules en des temps très courts).

Il avait fait ça à la fin des années 60, à l'aube de l'informatique semi-grand public. Et donc là ou il fallait des dizaines de petites mains pour développer et regarder une à une les images des chambres à bulle (détecteurs de l'époque), les signaux électriques fournis par les détecteurs construits par Charpak pouvaient naturellement être lus, reconstruits et triés par ordinateur.

Pour l'anecdote, ces petites mains étaient souvent des jeunes femmes, dont la plupart se sont mariées avec des physiciens ! On peut donc dire que Charpak a beaucoup fait pour le célibat des prêtres physiciens .

Aujourd'hui, les mastodontes qui détectent les particules issues des collisions du LHC ont chacun environ 100 millions de canaux, et mettent sur disque toutes les secondes les 200 collisions les plus intéressantes, choisies parmi les 40 millions de collisions par seconde fournies par l'accélérateur.
Et en un clic de souris, un thésard de Taïwan peut analyser des millions de collisions, quelques heures après leur acquisition à Genève.

Biensur, il n'y a pas seulement des détecteurs gazeux à fils, comme ceux inventés par Charpak, mais ils continuent à être utilisés, y compris dans par les expériences du LHC.

Petit up, vu "A la recherche des secrets du Big Bang -2008" aujourd'hui.
Très bon documentaire, à mon sens (comme souvent avec les documentaires produits par la BBC).
Très accessible. Je recommande pour les curieux.



Pas dispo sur arte+7, par contre.

Edit. Visible sur dailymotion, en trois parties.

--
ndray

J'ai vu il y aquelques jours...

Question pour le croco ?
Y a pas les bogda dedans, c'est étonnant non ?

Désolé, mais parler du big bang à tout va est un choix de communication. Mais d'un autre côté, on n'a jamais autant parlé de physique. Je ne suis pas allé plus loin que le type qui dit "mon boulot c'est de reproduire tous les jours les conditions du big bang." C'est juste faux, mais c'est de la comm'...J'ai zappé.

Ce choix fait l'objet d'un débat d'une-violence-inouïe dans la communauté sientifique. Ca fait plaisir au grand public, mais ce n'est qu'une image très partielle et partiale de ce que l'on va faire au LHC.

Ca montre aussi que la comm, c'est un métier. C'est la première fois que la physique s'y colle. Le bilan est extraordinaire, au prix d'une caricaturisation extrême de la discipline. Et nous mesurons mieux le calvaire des autres qui "communiquent" depuis des décennies, comme les archéologues, les anthropologues, les astronomes ou ceux des grands projets genre ariane, airbus ou le TGV. Etre sous les caméras et devenir le sujet de discussion de la boulangère, c'est pas facile tous les jours...

Les Bogda ? Quitte à mettre des animateurs télé, pourquoi ne pas y mettre des sympas, comme Foucault ou Drucker, ou des qui font des bonnes émissions scientifique, comme Jammy, la petite voix et l'autre dont j'ai oublié le nom...
Tiens ce matin, j'ai regardé C'est pas sorcier avec le minisaurien. Ca parlait de Petra, pas l'accélérateur (Eh oui...) mais la ville nabatéenne de Jordanie. J'y ai appris plein de trucs. Alors les bogda...

Dommage que tu aies zappé sur la partie 'racoleuse' du doc, j'ai trouvé la fin vraiment bien fichue. Notamment le passage avec Leon Lederman qui se colle justement à la communication.
La présentation de l'hypothèse du champ de Higgs est assez bien amenée, pour le commun des mortels et les boulangères. (3ème vidéo, à partir de la cinquième minute).

--
ndray

Merci, je vais regarder, même si je ne peux pas piffer Lederman.
Vous allez finir par croire que je n'aime personne ? Bah non, j'aime la vie et les coquillettes, la musette et la bière, pis manger un bon gros douanier en écoutant chanter Bruant...

Oui, merci, c'est un très bon documentaire.

Mais enfin, je trouve dommage de ne montrer cela qu'au travers de l'histoire de l'univers, et non au travers de l'histoire de la physique des particules.
La physique des particules a commencé le jour ou Rutherford a dirigé une source radioactive alpha vers une feuille d'or. Elle est riche de théories audacieuses (Dirac qui interpréte certaines solutions comme l'existence de l'antimatière), d'expériences fabuleuses (découvertes de certaines particules dans les rayoins cosmiques, la construction d'accélérateurs de plus en plus grands, la découverte des bosons intermédiaires au CERN), d'histoires d'hommes et de personnages truculents, que l'on adore ou que l'on déteste, mais qui ont tous apporté quelques chose (Feynman, Rubbia, Lederman, Ting, Charpak, Leprince-Ringuet, Gell-mann...).
Toutes ces histoires ne sont connues que de quelques amateurs éclairés. J'aurais bien voulu les voir racontées au grand public, à l'occasion du LHC. Ben non, on a mis tout le paquet sur le big bang...

J'ai bien aimé le petit laïus du Dr. Alvaro de Rujula, à la presque conclusion.
"La découverte la plus intéressante serait que l'on ne trouve pas le boson de Higgs, qu'on prouve pratiquement qu'il n'existe pas. Cela signifierait que nous n'avons absolument rien compris. Ce genre d'épisode est excellent pour la science. Les révolutions viennent parfois du fait que l'on va dans le mur, qu'on réalise qu'on a fait complètement fausse route."
Aucun dogmatisme. Il ne sont pas tombés dans le 'piège' classique de ce genre de documentaire de vulgarisation.



A te lire, on aimerait effectivement pouvoir disposer de l'équivalent de L'Etoffe des héros, version physique des particules. Il semble y avoir les hommes et la matière, sans mauvais jeu de mot. Les réalisateurs pensent peut-être, à tort, que cette histoire manque de spectaculaire. (ça expliquerait aussi les effets 'spéciaux' tout pourris du doc de la BBC).

@Pi-R² : mon nouvel avatar, c'est un quark charm.
@Shermann : l'après midi, ce sont les vêpres.
@Fred92 : merci pour ta participation au rayonnement comique de l'univers.

--
julie michu

Ce que dit De Rujula est un raisonnement scientifique très difficile à faire passer: Déjà, pour le grand public, seuls les plus éclairés d'entre eux comprendront l'intérêt de ne rien trouver.
Et c'est carrément mission impossible chez les décideurs:
Tu arrives, et tu leur dis "Bonjour, je voudrais 10 milliards d'euros pour faire des découvertes inouïes". Il te répond, okay, mais y a intérêt à trouver quelquechose, car sinon, je ne vais pas pouvoir justifier d'une telle dépense devant le peuple et ses représentants. Là, si tu réponds "Ah mais c'est encore plus intéressant de ne rien trouver.", tu peux être sur de ne rien obtenir, et de repartir avec la chaussure de l'édile bien imprimée sur le postérieur .
Mais pour ça, on a une technique qui a fait ses preuves: ne jamais confier la défense d'un tel dossier à un théoricien, ce qu'est de Rujula ...

Il n'y a pas de films genre l'étoffe des héros, mais des histoires à raconter, il y en a en pagaille.
Construire des machines de 27 km, faut quand même des hommes d'une certaine étoffe, et la communauté de physique des particules en a toujours compté un sacré paquet. A mon humble niveau, et avec seulement n décennies de présence, j'ai des anecdotes plein les neurones. Vous n'aurez pas la valeur de n .
Et ça vient de loin: Marie Curie avec ses seaux de pechplende, Becquerel et ses plaques oubliées dans un tiroir, Dirac qui passe pour un débile parcequ'il a interprété de façon audacieuse ce que les autres considéraient comme "solution non physique".
Vient ensuite la période des accélérateurs, avec le CERN, Serpukhov, et fermilab. L'histoire du pari avec les physiciens russes, sur l'énergie du premier accélérateur du CERN: ils ont gagné une bouteille de vodka ...
Et il y a le suspens extraordinaire dans lequel s'est terminé la carrière du précédent accélérateur du CERN, le LEP, dans le tunnel occupé maintenant par le LHC. Rien que cette histoire, que personne n'a eu l'idée d'écrire, vaut le coup.

En gros, le CERN avait déjà pris des engagements pour démanteler la machine. Mais les physiciens ont perçu ce qui pouvaient être des signes du boson de Higgs. Mais rien de sur, et il leur fallait continuer de prendre des données. Ils ont convaincu le management de leur donner du temps, et ont décidé de pousser la machine à son maximum. Le LEP a pédalé au max jusqu'à 215 GeV (de mémoire), alors que sa limite nominale était de 196. Et les résultats étaient fluctuants. Et à la faveur d'un nouvel étalonnage, une des quatre expérience a vu sa probabilité de découverte descendre violemment car un paramètre est passé de 3.96 à 4.02, alors que la limite était de 4. Je vous raconte pas les bagarres. Et finalement, le CERN a décidé d'arrêter la machine, car ca coutait trop de fric, en rassurant les physiciens qu'ils vont pouvoir continuer la quête avec le LHC...Il y a encore des rancoeurs et des frustrations...

Perso, nul en sciences, j'ai trouvé ce reportage globalement passionnant, mis à part les "effets" spéciaux et l'ambiance musicale SF, c'est con mais j'avais jamais entendu parlé de modèle standard etc...

Du coup je me suis plongé dans Wikipédia pour en savoir un peu plus sur l'histoire de la physique des particules et du Big Bang, me suis balladé sur le site du Cern, documentaire somme toute très pédagogique , merci Julie.

Au sujet du LHC : http://shahfizal.blogspot.com/2010/04/l ... rgate.html

Arrivera-t-on à percer le secret des voyages interdimentionels des égyptiens ?

Shermann, un avis (sans t'énerver) ?

Sans m'énerver ? Impossible. On ne peut malheureusement pas empêcher les bourricots de parler...

Pourtant, à regarder de près les dessins égyptiens, c'est très clair !
Comme les pyramides émetteurs-récepteurs d'énergies cosmiques subtiles.
Ils étaient drôlement en avance sur les mecs qui font tourner des boulettes en Suisse.



NB J'allais oublier : as-tu déjà entendu parler des cosmonautes aztèques ?

Oui, mais ce n'est pas la bonne file.

T'as raison, tout est déjà dans Wikipédia : http://fr.wikipedia.org/wiki/Anciens_Astronautes

Une belle expérience, hors le projet LHC:
[url]http://sciences.blogs.liberation.fr/home/2010/12/nouvelle-production-danti-atomes-dhydrogène-au-cern.html#tp[/url]
Ils ont réussi à maintenir des atomes d'anti hydrogène pendant un dixième de seconde, une éternité à l'échelle des particules.

Encore un lien tout pourri à cause d'un accent. Désolé, mais il faut copier le lien à la main...

Bon, ce n'est pas de la physique des particules, mais je ne veux pas ouvrir une nouvelle file. Il s'agit de physique, tout simplement.
Physics World vient de publier son classement du top 10 des travaux de 2010.

Les classements sont toujours un peu ridicules, mais les sujets récompensés donnent une idée de la vitalité et de la créativité dans la physique. Je ne peux pas parler de tout, mon rayon étant restreint. Je suis stupéfait de découvrir qu'il y en a qui travaillent pour rendre les objets invisibles et qui avancent ! Il y a aussi les objets classiques qui deviennent des chats de Schrödinger, le ralentissement du temps mesuré pour des vitesses inférieures à celles des sprinters du 100 m, un laser de son, etc...
Je trouve ça magnifique, c'est en anglais, et c'est ici: http://physicsworld.com/cws/article/news/44618

Bon, je la fais : l'antimatière, c'est quand les protons tournent autour des électrons ?

C'est effectivement très intéressant Shermann. J'apprécie beaucoup les expériences qui ramènent à notre échelle les phénomènes bizarre, car le principal obstacle aux progrès est la limite de notre imagination et de notre expérience. Pouvoir constater directement à notre échelle à la fois la relativité et la méca Q va permettre de développer progressivement une intuition qui permettra enfin de comprendre.

Que Dieu Marx Einstein Mélenchon t'entende .

Les premiers résultats de Planck, qui n'est au qu'au début d'une moisson prometteuse:
http://sciences.blogs.liberation.fr/home/2011/01/lunivers-selon-planck-esa.html

En gros, l'image la plus lointaine dans le temps que l'on puisse avoir de l'univers remonte à 380 000 ans après le big bang. Avant, l'univers était opaque. Après, il est devenu quasi-transparent aux photons, grains de lumière. Les photons émis à cette date continuent donc de se propager et nous arrivent de tous les côtés, en ligne droite.

Seulement...
Une étude fine de leur intensité a montré qu'il y avait d'infimes fluctuations, qu'on avait attribué aux erreur de mesures (en bons physiciens ). Seulement, il s'est avéré que ces fluctuations venaient en ilots homogènes, répartis dans toutes les dirtections.

Bon sang mais c'est bien sur. Ces variations refléteraient de légères différences dues aux obstacles que ces photons ont pu rencontrer. C'est à dire les structures de matière. C'est à dire les grumeaux qui ont donné ensuite nos galaxies.

Et donc, prendre une image de ce rayonnement, c'est reconstituer l'image de l'univers tel qu'il était à 380 000 ans d'âge.

La première version grossière de cette image, remonte à 15 ans maintenant. Un physicien plein d'humour a dit que cette image était le reflet du visage de Dieu dans la marmitte ou il touillait cette soupe. Et que donc, c'était le visage de dieu.
Plein de charlatans ont récupéré cette expression par la suite. Faut jamais faire de l'humour avec les cons. Ni en physique, ni au .org, ni nulle part .

Edit: J'ai édité pour corriger une grosse connerie ...

Source : Almanach Vermot
Date : 1973
Auteur : Jack Facial

et jamais avec des dessins satiriques du pro--ete Mahomet à destination des M-s-lmans.

Quelques mois après Charpak, c'est un autre géant de la physique des particules, prix Nobel, qui nous a quitté il y a quelques jours.
Les médias français (ceux que je regarde, écoute ou lis) ne l'on pas mentionné: c'est un néerlandais et s'appelait Simon Van Der Meer.
Son invention a permis de réaliser des faisceaux intenses d'antiprotons mono énergétiques, qui ont permis par la suite de découvrir les bosons médiateurs de l'interaction faible.
Un grand bonhomme:
http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/physique-1/d/le-prix-nobel-de-physique-simon-van-der-meer-est-decede_28609/

On vient de m'envoyer ça:
http://tumourrasmoinsbete.blogspot.com/search/label/physique?updated-max=2009-04-15T18%3A49%3A00%2B02%3A00&max-results=20

C'est bien fait et drôle. Bon, c'est de l'humour de physicien aussi...

Tu noteras que Marion Montaigne, l'auteur du blog, est une fille...

--
ndray (Rapport à certains préjugés courants)

Comme toi ?

Soit dit en passant, et sans vouloir faire de mauvais esprit, les japonais ont encore pris une superbe avance dans le domaine de la collision des particules, et ce, sans dépenser des millions en anneau de collision et tout ce qui va avec.

Alors, un peu de modestie, messieurs (et mesdames) les physiciens !

Mais je n'ai rien contre les filles moi...
C'est très simple: je les préfère aux mecs. Et de loin. Surtout aux mecs du genre Fred92 ...

Tu as loupé une occasion de citer du Sacha Guitry.


Fred, c'est équivoque, comme prénom. Si ça se trouve, c'est une fille aussi...

--
ndray. Ou c'en est devenu une à force de mâcher du bisphénol.

Tu dis ça parce que tu es plein de préjugés et que tu vis reclus en ermite.
Quand tu me verras en marcel et pantalon cuir moulant tu changera d'avis, et je te montrerai comment élargir le cercle de tes amis.

Je n'ai rien loupé: je ne connais pas Sacha Guitry. Tu dois confondre avec Anubis .

Dans le magasine Science & vie de mai, un dossier porte sur la théorie de la relativité générale d'Einstein est dépassé.
Le dossier porte sur une étude de 47 galaxies qui obéissent à une autre loi incompatible avec l’existence de le matière noire.

je conseille de lire l'article avant.

Est ce que Shermann en as tu entendu parler?
Quel est ton avis là dessus ?

la contestation de la relativité d'Einstein date de la parution de la théorie...

mais il est bon de rappeler que la théorie d'Einstein n'est qu'une modélisation, elle n'est en aucun cas un dogme...

La théorie de la gravitation de Newton est "fausse" pourtant en l'employant on peut envoyer des satellites et des sondes spatiales et même des hommes sur la lune et les faire revenir
Si Einstein est fausse en attendant on peut l'utiliser et elle fonctionne très bien pour nos GPS en attendant...

cela ne veut dire qu'une chose que la science avance...

D'ailleurs Einstein n'avait pas saisi lui-même les conséquences cosmologiques sur sa théorie

Je n'en ai reçu que le brouhaha du web... je n'ai pas lu les articles originaux et je n'en ai pas discuté avec les collègues.
Ca concerne la vitesse de rotation des galaxies. Si c'est confirmé, cela constitue effectivement une fissure dans la théorie de la relativité générale.
Ce qui serait intéressant, c'est de comprendre la théorie qui saurait expliquer ces nouvelles observations, ainsi que les milliers d'autres, qui semblaient obéir à la RG.

c'est plutot le contraire : c'est basé sur un dogme (comme toute théorie scientifique), mais on accepte de le remettre en question chaque fois que l'expérience le contredit , au contraire des religions. C'est un dogme testable, en quelque sorte.
En l'occurence, la théorie de la Relativité Générale est basée sur deux dogmes :

- le principe de relativité (l'invariance des lois de la Nature par changement de référentiel à vitesse constante : pour parler plus concrètement, si vous êtes dans une cabine de bateau sans hublot, vous n'aurez jamais aucun moyen de savoir à quelle vitesse il va).

- le principe d'équivalence pour la gravitation : un corps en chute libre voit "disparaitre" la gravitation (pour parler plus concrètement : si vous etes dans un ascenseur et que le cable se coupe, pendant votre chute, vous ne pouvez pas savoir si il y a champ de gravitation autour de vous ou si vous etes dans l'espace intersidéral...).

une fois admis ces deux principes, et la validité de la loi de Newton à grande distance, on refait toute la relativité générale c'est magique.

Mais il se peut que des observations contredisent ces principes !

Tiens un fil où j'ai une chance de pas m'engueuler avec Shermann on dirait

je te rassure on ne va pas s'engueuler.... mais bon "un dogme testable" t'en as d'autre des comme ça... c'est bien le plaisir de quadropilosectomiser et de capilotracter...

ou tu cherches à tout pris à figurer à la prochaine des brèves de comptoir.... tu me fais penser au titre d'un film d'Audiard, tu vois lequel?

bon alors principe est peut etre plus adapté que dogme - mais "modélisation" est clairement inadapté et s'applique à d'autres situations, la modélisation du climat par exemple.
Ceci dit, il y a un vrai dogme en science, et réellement non prouvable : c'est qu'il existe des lois générales de la nature et que sur un nombre fini de mesures (on peut mesurer une seule fois la masse d'un électron par exemple), on en déduit des lois générales valables pour l'Univers entier (on postule que la masse mesurée est la même pour tous les électrons de l'univers entier depuis sa naissance), ce qui est quand même quelque peu gonflé .. mais ça marche !

bon voilà le duel "demain dès l'aube à l'heure où blanchit la campagne" à coup de particules évité...

La RG est tout sauf une modélisation.
Une modélisation, c'est un modèle empirique, construit avec les observations et les expériences. En général, une modélisation marche plus ou moins bien pour le cas ou elle a été construite. Mais pas ailleurs.
La RG est même l'archétype de la théorie, telle que la rêvent les physiciens: à partir de quelques principes très généraux, on construit une description de la nature. Ensuite, on se tourne vers la nature, l'expérience, les observations, pour vérifier les prédictions de la théorie.