Le Centre européen pour la recherche nucléaire de Genève travaille depuis plusieurs années avec le Laboratoire de physique corpusculaire de Clermont-Ferrand. Des scientifiques qui, régulièrement, procèdent à des expériences au sein du plus gros accélérateur de particules du monde.
Ils étudient les composants fondamentaux de la matière. Les scientifiques du CERN (Centre européen pour la recherche nucléaire) s’intéressent en effet depuis plusieurs années à ce que l’on appelle la physique des particules. Il s’agit d’une recherche fondamentale qui associe les plus grandes unités de recherche internationales parmi lesquelles le Laboratoire de physique corpusculaire de Clermont-Ferrand.
Dans ses installations de Genève, le CERN accueille régulièrement les équipes auvergnates. Le saint des saints, là où la matière est étudiée est le complexe d’accélérateurs. Plusieurs appareils, en cascade, qui permettent aux particules d’atteindre des vitesses record, les particules passant d’une machine à l’autre avant de finir dans le LHC.
Le LHC (Large Hadron Collider) est en fait le plus grand accélérateur de particules au monde. A 100 mètres sous terre, dans un tunnel circulaire de 27 km de circonférence, les particules sont lancées à une vitesse proche de celle de la lumière. Elles vont parcourir cette distance plus de 11.000 fois par seconde.
Cet accélérateur est également appelé collisionneur puisque des faisceaux de particules circulant en sens inverse y entrent en collision.
« Il existe différents types de particules. Certaines sont extra-terrestres comme par exemple des protons qui se baladent dans l’espace et qui touchent la haute atmosphère de la terre. Dans l’atmosphère il y a des atomes qui au contact des protons vont donner d’autres particules » explique Frédérique Badaud de l’Université d’Auvergne.
Des particules qui peuvent être observées en étudiant leur trajectoire, chacune bien spécifique. « Les particules alpha vont donner des traces beaucoup plus larges et épaisses que les électrons. En observant ces différences, nous pouvons caractériser les particules et obtenir leur trajectoire ».
Mais pour pouvoir les observer les équipes du Laboratoire de Physique corpusculaire ont conçu des trajectographes.
Des fractions de microsecondes après le Big Bang
L'énergie et la matière: vidéo explicative produite par le CERN
C’est au cœur d’Alice, l’un des accélérateurs de particules du complexe, que les scientifiques auvergnat enregistrent les 8.000 collisions de particules par seconde.
« On peut dire que c’est une sorte d’appareil qui photographie les collisions » précise Despina Hatzifotiadou, Chercheuse au CERN. « On arrive à recréer l’état de la matière tel que nous l’imaginons au début de l’univers. Quelques fractions de microsecondes après le Big bang ».
De quoi l’univers est-il formé ? Comment a-t-il évolué ? Les questions centrales du projet scientifique porté par le CERN qui nécessiteront des années de recherches pour les scientifiques auvergnats. Des chercheurs qui espèrent pouvoir percer un jour les mystères de l’univers.