La physique buzze à Paris

La Conférence internationale sur la physique des hautes énergies (ICHEP) s’est tenue du 22 au 28 juillet à Paris. En haut de l’affiche, les premiers résultats des expériences auprès du Grand collisionneur de hadrons (LHC).

 

Plus de 1100 physiciens se sont rassemblés au Palais des congrès pour assister à cette édition de l’ICHEP, la plus importante conférence au niveau mondial dans le domaine de la physique des particules. Cela a été l’occasion pour les physiciens de présenter et de discuter les résultats les plus récents et les plus stimulants d’expériences réalisées en physique des particules, en astrophysique des particules et en cosmologie, ainsi que de méthodes et prédictions théoriques innovantes et d’idées nouvelles pour les futurs accélérateurs et détecteurs de particules.

Le buzz concernant les expériences auprès du LHC a retenu l’attention du Président de la République française, Nicolas Sarkozy, qui a prononcé un discours à l’intention des participants le lundi 26 juillet. M. Sarkozy a exhorté la communauté de la physique des particules à poursuivre sa quête de connaissance visant à mieux comprendre la nature de l’Univers, et a exprimé sa conviction que l’investissement dans la recherche fondamentale est crucial pour le progrès de l’humanité. Steve Myers a ouvert les débats avec un exposé sur l’accélérateur LHC. Puis les porte-paroles d’ALICE, d’ATLAS, de CMS et de LHCb ont résumé les résultats les plus importants obtenus par leurs détecteurs après les premiers mois de données de collision, et les premières mesures de collisions de protons à 7 TeV.

L’une des nouvelles du jour, en provenance des expériences ATLAS et CMS, était la première observation au LHC de candidats au quark top. Le quark top, la plus lourde des particules élémentaires observées à ce jour, n’a été produit jusqu’à présent qu’au Tevatron, le collisionneur du Laboratoire Fermi, aux États-Unis. ATLAS et CMS ont aussi présenté leurs mesures des sections efficaces des bosons W et Z, c’est-à-dire de leur probabilité de production. Ces mesures - effectuées à des énergies 3,5 fois plus élevées que dans les expériences précédentes - confirment les prédictions du Modèle standard. Les deux expériences ont également mesuré la différence attendue entre la production de bosons W chargés positivement et celle de W chargés négativement, ce qui pourrait à terme aider les physiciens à mieux comprendre la structure du proton.

La nouvelle mesure, par l’expérience ALICE, du nombre de particules chargées produites par les collisions de protons à 7 TeV ne correspond pas aux prédictions des modèles théoriques, et obligera les physiciens à revenir à leurs ordinateurs pour mieux affiner les modèles, afin que ceux-ci correspondent davantage au fonctionnement de l’Univers et puissent mieux prédire les phénomènes.

LHCb a signalé des mesures nettes de plusieurs désintégrations rares de mésons b – c’est-à-dire de particules contenant un quark beauté. Avec les données de collision qui devraient être livrées par le LHC au cours des prochains mois, la collaboration s’attend à réaliser des études précises de la nature de la violation de CP, c’est-à-dire de la différence de comportement entre matière et antimatière. Ces études permettront à LHCb de confirmer ou de réfuter les résultats inattendus concernant cette différence annoncés récemment par les expériences auprès du Tevatron.

Et même avec une quantité réduite de données, ATLAS et CMS ont déjà défini des limites pour l’existence éventuelle de plusieurs particules exotiques. ATLAS a défini de nouvelles limites, plus précises, sur l’existence des quarks excités, excluant leur existence avec des masses inférieures à 1,29 TeV. L’existence de ces quarks lourds signifierait que les quarks ne sont pas des particules fondamentales, mais sont constitués de particules encore plus petites. En recueillant les données enregistrées par son détecteur dans l’intervalle entre les collisions de paquets du faisceau LHC, CMS a pu préciser les limites concernant l’existence d’une particule hypothétique dite « gluino arrêté », démontrant que cette particule ne peut pas avoir une durée de vie supérieure à 75 nanosecondes.

Toutes les expériences ont relevé que la Grille de calcul mondiale du LHC, qui a satisfait, voire dépassé, les attentes au cours des premiers mois d’acquisition de données de collision, était d’une grande aide dans la production rapide des premiers résultats.

Au cours de son exposé, S. Myers a évoqué les événements survenus au LHC depuis 2008, en insistant tout particulièrement sur les progrès réalisés depuis les premières collisions en novembre 2009. Il a également présenté brièvement le plan sur dix ans décidé récemment par la Direction du CERN et les responsables LHC. Outre le calendrier connu pour les années à venir – l’exploitation actuelle du LHC s’achèvera en décembre 2011, et sera suivie d’un arrêt de 15 mois – il est également prévu d’avoir deux périodes d’exploitation de trois ans suivies de longs arrêts en 2016 et 2020.

Une autre intervention très attendue à l’ICHEP était celle des représentants des expériences CDF et DZero au Tevatron. Ces deux expériences n’ont pas encore repéré le boson de Higgs, mais elles ont encore restreint le territoire dans lequel il pourrait se cacher. Le Higgs est donc quelque part, attendant qu’on le découvre, et les expériences LHC ont montré lors de la conférence ICHEP qu’elles s’apprêtaient à se mettre en chasse pour le débusquer.

For those who couldn't make it to Paris, August's LHC Physics Day will review the LHC physics results presented by the experiments at ICHEP.
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Quelques liens pour plus d’informations
Le communiqué de presse du CERN
- Communiqué de presse du Laboratoire Fermi (en anglais)

Article de Symmetry Breaking (en anglais)

par Katie Yurkewicz