Le plus puissant accélérateur de particules au monde se prépare à mener une expérience majeure qui pourrait déboucher d'ici quelques mois ou quelques années sur la découverte de nouvelles particules et permettre de mieux comprendre la formation de l'Univers.
"Nous sommes en train d'explorer des questions vraiment fondamentales, c'est pourquoi cette expérience est si excitante", a déclaré à l'AFP le physicien Paris Sphicas lors d'une récente visite du laboratoire de physique du CERN (l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire), situé à la frontière franco-suisse. "Qui sait ce que nous allons trouver."
A la fin de l'année dernière, avant que le CERN ne ferme son grand collisionneur de hadrons LHC pour une pause technique, deux équipes de scientifiques avaient annoncé la découverte d'anomalies qui pourraient suggérer l'existence d'une nouvelle particule mystérieuse.
Des "bruits statistiques" ?
Les scientifiques du CERN se donnent jusqu'à l'été pour vérifier s'il ne s'agit pas de "bruit statistique". "C'est pour ça que cette année, on veut vraiment produire des collisions pour voir si cette anomalie est un bruit statistique, ou si c'est une particule ou une décomposition d'une particule", a expliqué Frederick Bordry, directeur des accélérateurset de la technologie au CERN. Cela pourrait déboucher sur la découverte de nouvelles dimensions ou expliquer l'énigme de la matière noire et l'énergie noire, qui constituent 95% de l'Univers, estiment les scientifiques.
Le LHC, qui comprend un tunnel en forme d'anneau de 27 kilomètres, a déjà permis en 2012 de confirmer l'existence du boson de Higgs, considéré comme la clé de voûte
de la structure fondamentale de la matière. Les théories et découvertes de milliers de physiciens au cours du siècle dernier ont permis de comprendre que l'Univers est fait de douze constituants de base, appelés particules fondamentales, et est gouverné par quatre forces fondamentales.
C'est le Modèle standard de la physique des particules. Mais les "collisions" observées en décembre 2015 pourraient révéler quelque chose de totalement nouveau, "quelque chose de totalement impensable", a souligné M. Sphicas. Le LHC pourrait également prouver la théorie exotique de la supersymétrie qui suppose l'existence d'une particule partenaire pour chacune des particules du Modèle standard.
Trois ans de travail à venir
Mais beaucoup d'autres données seront nécessaires avant de pouvoir affirmer que les "collisions" observées en décembre pourraient remettre en question ce modèle.Les scientifiques s'apprêtaient à reprendre les expériences cette semaine, mais le planning a été chamboulé par l'irruption d'une fouine dans un transformateur
le 29 avril qui a provoqué un court-circuit et une panne du LHC.
Selon le CERN, les expériences devraient reprendre la semaine prochaine. Après la découverte du boson de Higgs, le LHC a subi des transformations pendant deux années afin d'augmenter sa puissance de collisions. L'an dernier, il a tourné pendant six mois à l'énergie nouvelle de 13 téraélectronvolts (TeV). Dès la semaine prochaine, la machine devrait ainsi pouvoir produire jusqu'à deux milliards de collisions à la seconde, grâce à la projection dans le tunnel de deux faisceaux contenant chacun environ 273.600 milliards de protons qui vont se percuter.
"Ce qu'on cherche, ce sont des phénomènes très rares (et) donc il faut produire un grand nombre de collisions", a souligné M. Bordry. "Si la Nature est un peu avec nous, je pense qu'on va pouvoir découvrir de nouvelles particules et ouvrir une nouvelle voie de la physique au-delà du Modèle standard", a-t-il ajouté.
Les scientifiques du CERN se donnent trois ans pour mener à terme cette expérience, avant de stopper à nouveau le LHC en 2019 afin d'augmenter encore sa puissance et son intensité.
