Le LHC a atteint son objectif pour 2011

Ce chiffre correspond à une quantité que les physiciens appellent « luminosité intégrée », qui est une mesure du nombre total de collisions produites. Un femtobarn inverse (fb-1) équivaut à environ soixante-dix millions de millions de collisions (70×1012), et c’était l’objectif que s’était fixé le CERN* en 2010 pour l’exploitation 2011. Ce chiffre a été atteint tout juste trois mois après les premiers faisceaux de 2011.

« C’est formidable d’avoir pu obtenir cette quantité de données à temps pour les principales conférences de cet été, indique Steve Myers ,directeur des accélérateurs et de la technologie au CERN. Lorsque nous nous sommes fixés l’objectif d’un femtobarn inverse pour 2011, c’était pour une bonne raison : nous pensions qu’avec cette quantité de données nous aurions de grandes chances d’accéder à une nouvelle physique. »

À présent, les expériences LHC travaillent d’arrache-pied pour être en mesure de présenter des résultats à temps pour les principales conférences de physique de cet été, à savoir la conférence de physique des hautes énergies de la Société européenne de physique, qui se tiendra du 21 au 27 juillet à Grenoble, et la conférence Lepton-Photon, qui aura lieu cette année à l’Institut Tata, à Mumbai (Inde), du 22 au 27 août.

Parmi la nouvelle physique recherchée par les expériences LHC figurent en bonne place le mécanisme de Higgs et la supersymétrie. Le mécanisme de Higgs, et la particule qui y est associée, est le dernier élément manquant de ce qu’on appelle le Modèle standard de la physique des particules, modèle qui explique le comportement et les interactions des particules fondamentales qui constituent la matière ordinaire dont nous sommes faits et dont est fait le monde qui nous entoure. Le mécanisme de Higgs est à l’origine de la masse de certaines particules.

Par ailleurs, la matière ordinaire semble ne représenter que 4 % environ de l’ensemble de l’Univers. La supersymétrie est une théorie qui va au-delà du Modèle standard. Il s’agit d’une théorie plus élégante de la matière ordinaire, qui pourrait aussi expliquer la mystérieuse matière noire qui constitue environ un quart de l’Univers. Avec un femtobarn inverse, nous avons une vraie chance, si ces théories sont justes, de voir apparaître un début de confirmation dans les données.

« Voilà une réussite magnifique, qui démontre la performance exceptionnelle de l’accélérateur et de l’équipe chargée de l’exploitation », a déclaré Fabiola Gianotti, porte-parole de l’expérience ATLAS. « C’est vraiment formidable de disposer d’une telle quantité de données à temps pour les principales conférences d’été. Les physiciens d’ATLAS, en particulier les étudiants et les post-doctorants, font tous leurs efforts, avec beaucoup d’enthousiasme, pour obtenir des résultats intéressants, allant des mesures précises des particules connues à la recherche du boson de Higgs et d’autres phénomènes. Nous vivons vraiment un moment exceptionnel ! »

« Comme le LHC fonctionne à une intensité beaucoup plus élevée que prévu initialement, des indices signalant une nouvelle physique pourraient apparaître à tout moment dans nos données, a expliqué Guido Tonelli, porte-parole de CMS. Des centaines de jeunes chercheurs dans le monde entier recherchent activement de nouvelles particules, telles que le boson de Higgs, les particules supersymétriques ou de nouveaux états exotiques de la matière. Si la nature est bien disposée à notre égard, nous pourrions voir de grandes avancées même avant la fin de cette année décidément exceptionnelle. »

Quant à LHCb, une autre expérience LHC, qui requiert un moindre volume de données qu’ATLAS et CMS, ses attentes ont également été dépassées.

« LHCb est en train d’acquérir des données pratiquement deux fois plus vite que prévu, grâce à la performance fantastique de la machine LHC, a déclaré Pierluigi Campana, porte-parole de LHCb. Nous recherchons les événements les plus rares et d’éventuelles nouvelles asymétries qui pourraient se manifester dans les désintégrations des quarks beauté. Avec la quantité de données que nous recueillons, toutes les conditions sont réunies pour que LHCb puisse dévoiler une nouvelle physique. C’est un moment captivant pour chacun d’entre nous, et en particulier pour les jeunes chercheurs, qui jouent un rôle majeur dans cette aventure scientifique. »

Même si elle enregistre aussi les données issues des faisceaux de protons, ALICE, la quatrième grande expérience LHC, est spécifiquement conçue pour une exploitation de la machine avec des faisceaux d’ions plomb ; celle-ci aura lieu durant les quatre dernières semaines de la campagne 2011 du LHC.