La première des grandes conférences d’été sur la physique des particules a ouvert ses portes jeudi à Grenoble afin d’y présenter les derniers résultats issus des expériences du Large Hadron Collider (LHC, ou Grand collisionneur de hadrons en français).
Cette conférence fait suite à un début d’exploitation du LHC particulièrement réussi en 2011 et les résultats sont attendus avec impatience.
« La quantité de données recueillies à ce jour équivaut à ce qui était prévu pour toute l’année 2011 ; c’est déjà en soi une belle réussite pour le LHC, a estimé le Directeur général du CERN*, Rolf Heuer. S’il est encore trop tôt pour les grandes découvertes, les expériences accumulent déjà des résultats intéressants. »
Les expériences LHC présenteront des mesures d’une précision accrue de processus connus du modèle actuel de la physique des particules, le Modèle standard. Elles présenteront également de nouvelles mesures et limites concernant des phénomènes et des particules recherchés depuis longtemps, comme le boson de Higgs.
« Nous nous rapprochons toujours plus de la découverte du boson de Higgs prédit par le Modèle standard ou de son exclusion, a indiqué Sergio Bertolucci, directeur de la recherche et de l’informatique du CERN. Dans un cas comme dans l’autre, il s’agira d’une grande nouvelle pour la physique. La découverte du boson de Higgs nous permettrait de commencer à étudier en détail cette particule ; quant à son exclusion, elle prouverait que le Modèle standard est incomplet et qu’il doit donc y avoir des phénomènes nouveaux à la portée du LHC. »
La rapidité avec laquelle les expériences ont pu analyser les données est sans précédent. La Grille de calcul mondiale pour le LHC, qui relie des centres de calcul du monde entier, s’est montrée à la hauteur de la tâche en réalisant régulièrement jusqu’à 200 000 opérations d’analyses de physique simultanément.
« Grâce aux données que nous avons déjà analysées et en nous fondant sur nos mesures détaillées des processus du Modèle standard, nous commençons à sonder une grande partie de la gamme de masses possibles pour le boson de Higgs et à étudier différents scénarios pour une nouvelle physique », a indiqué Fabiola Gianotti, porte-parole d’ATLAS.
« Nous faisons nos premiers pas dans ce nouveau paysage de la physique, a souligné Guido Tonelli, porte-parole de l’expérience CMS, et c’est formidable de voir avec quelle rapidité nous obtenons de nouveaux résultats. Je suis sûr que très rapidement le boson de Higgs prédit par le Modèle standard n’aura plus beaucoup d’endroits où se cacher. »
Parmi les annonces attendues lors de la conférence figurent des rapports des collaborations LHC sur les observations suggestives faites par les expériences CDF et D0 au Laboratoire Fermi (États-Unis). Ainsi, concernant les désintégrations du quark b, l’expérience D0 a observé une différence de comportement entre la matière et l’antimatière, tandis que CDF a annoncé il y a peu des mesures d’un processus rare qui semblent contredire le Modèle standard et pourraient annoncer une nouvelle physique.
« Les expériences LHC n’ont jamais été aussi près d’établir s’il s’agit ou non de signaux réels, a déclaré Pierluigi Campana, porte-parole de LHCb. La sensibilité de LHCb notamment dépasse à présent celle des expériences précédentes pour certaines mesures essentielles de la physique du quark b et, pour d’autres mesures, elle s’en rapproche rapidement ».
Ce ne sont là que les premiers résultats. De nombreux autres sont attendus. En physique des particules, une découverte est le résultat d’un exercice de longue haleine qui nécessite de passer au crible de très grandes quantités de données à la recherche de processus rares. L’objectif fixé pour la quantité de données du LHC en 2011 et 2012 doit permettre aux expériences d’explorer une nouvelle physique accessible avec l’énergie d’exploitation actuelle du LHC, soit 3,5 TeV par faisceau. À ce jour, un dixième de cette quantité totale de données a été recueilli.
** La conférence débute aujourd’hui avec des sessions parallèles qui se prolongeront tout au long du week-end, suivies lundi des sessions plénières. Lundi 25 juillet, à 13 h 30, une conférence de presse sera donnée au cours de laquelle Fabio Zwirner, président de la division physique des hautes énergies de la Société européenne de physique (EPS), annoncera les prix 2011 de physique des hautes énergies de la Société européenne de physique ; Rolf Heuer, directeur général du CERN, présentera les derniers résultats du LHC ; Michel Spiro, président du Conseil du CERN, évoquera la stratégie européenne pour la physique des particules et Stavros Katsanevas, directeur adjoint de l’Institut national de physique nucléaire et de physique des particules (IN2P3) du CNRS présentera les dernières avancées de la physique des astroparticules en Europe.
