Record du monde au LHC : des protons à 1,18 TeV !

Le plus grand collisionneur de protons du monde, le LHC, sera bientôt en mesure de partir à la chasse au boson de Higgs et aux particules supersymétriques. En accélérant des protons jusqu’à les porter à une énergie de 1,18 TeV, il vient de battre le record du monde précédemment détenu par le Tevatron.
Dans la soirée du 20 novembre 2009, des faisceaux de protons ont parcouru à nouveau les 27 kilomètres de circonférence du Large Hadron Collider (LHC). Après un retard de plus d’un an sur le programme initial, suite à des problèmes dans les connexions entre certains des aimants supraconducteurs, les chercheurs sont impatients de se lancer enfin à la recherche d'une physique au-delà du modèle standard. Elle pourrait par exemple être révélée par l’inexistence du boson de Higgs, bien que la majorité des physiciens des hautes énergies soit convaincue que sa détection avec le LHC est imminente.
Devant la remarquable stabilité des faisceaux de protons, il a été décidé d’avancer la date des premières collisions. Elles ont été produites pour la première fois le 23 novembre 2009, d’abord dans le détecteur Atlas puis dans les trois grands autres détecteurs des quatre expériences principales prévues au LHC.
La machine continuant à se comporter remarquablement bien, les physiciens du Cern ont augmenté l’énergie des protons d’un premier faisceau le dimanche 29 novembre 2009 et, dans la soirée, ils battaient le record du monde détenu par leurs collègues du Fermilab. En effet, depuis 2001, le Tevatron accélère des faisceaux de protons à 0,98 TeV pour produire des collisions à 1,96 TeV. Or, à 21 h 28 ce même dimanche, les chercheurs du Cern atteignaient 1,05 TeV avec un seul faisceau.
Toujours en rôdage

Cela n’était qu’un prélude... Quelques heures plus tard, après minuit, plus précisément le 30 novembre 2009 à 0 h 44, deux faisceaux circulaient contenant chacun des protons à l’énergie record de 1,18 TeV ! Si des collisions avaient été provoquées, elles auraient dépassé les 2,2 TeV.
La luminosité des faisceaux est aussi une donnée importante lorsqu’on veut produire un nombre important de collisions par seconde pour avoir une chance de produire suffisamment de nouvelles particules. Sur ce point, le LHC a encore du chemin à parcourir mais les chercheurs du Cern comptent bien l’augmenter étape par étape et avec précaution.
Le LHC n’a de toute façon par encore atteint son régime de croisière. Des faisceaux de 7 TeV pour des collisions à 14 TeV sont en effet prévus. Ce n’est d’ailleurs qu’à ces énergies-là que l’on pourra peut-être assister à la création d’hypothétiques minis trous noirs. En attendant, si tout continue à aussi bien se passer, les premières collisions à 3,5 TeV par faisceau sont toujours prévues dans les premiers mois de l’année 2010. Ce n’est qu’à ce moment que l’on commencera à vraiment faire de la physique. Pour le moment, on en est encore à la phase de rôdage avec les détecteurs et l’accélérateur.



A 0 h 44 le 30 novembre 2009, le LHC bat son propre record d'énergie avec deux faisceaux atteignant 1,18 TeV. Les faisceaux ont été stoppés 45 minutes plus tard. On voit ici les réactions des physiciens dans la salle de contrôle du LHC. Crédit : CERN Photo Service; Maximilien Brice