Le Grand Collisionneur de Hadrons est opérationel depuis quelques mois. Dans leur quête des premiers instants de l'apparition de notre univers, les physiciens, issus de plus de cinq cent Instituts répartis sur l'ensemble de la planète, essaient de comprendre où est passée l'antimatière qui est apparue nécessairement à l'origine.

Extrait d'un communiqué de presse du CERN de ce mois d'août:

"Genève, le 18 août 2010. Le Spectromètre magnétique Alpha (AMS), une expérience qui étudiera l’antimatière et la matière noire dans l’espace, quitte le CERN mardi prochain. C’est une étape qui le rapproche de son voyage vers la Stationspatiale internationale (ISS). Le détecteur AMS sera transporté du CERN à l’Aéroport International de Genève en attendant son départ de la Suisse prévu le 26 août prochain, à bord d’un Galaxy, un avion de transport de l’US Air Force, à destination du Centre spatial Kennedy en Floride..."

Photo du Spectromètre magnétique Alpha - Crédits CERN

Cependant ce qui fascine le plus ces milliers de chercheurs, majoritairement européens, c'est d'essayer de mettre en évidence le fameux Boson de Higgs, encore appelé "la particule de Dieu", qui serait en quelque sorte le "chaînon maquant" de la physique, dont le postulat a été établi au vingtième siècle - au début des années soixante - par le physicien britannique Peter HIGGS. Les moyens techniques, les capacités d'analyse informatique des masses gigantesques de données produites chaque semaine existent désormais avec le LHC et la mise en réseau d'un très grand nombre d'ordinateurs qui ont été reliés entre eux à travers le monde.

Qu'en est-il donc de ce boson que l'on recherche avec une quasi frénésie?

Dans une version parodique, certes non académique, mais assez juste finalement, Kate McAlpine déclamait dans son "Large Hadron Rap":

« Le boson de Higgs, celui dont tout le monde parle

On va savoir avec notre machine infernale

Si le Higgs existe, on va le voir sur le champ

S’il n’existe pas, les scientifiques diront finalement

” Y’a pas de Higgs il faut une nouvelle physique inventer,

La masse existe, c’est que le modèle standard est incomplet”

Mais ce Higgs, je n’ai pas dit ce qu’il faisait.

Si les particules ont une masse, c’est dû à l’effet

Du champ de Higgs, qui baigne tout l’espace

Certaines particules sont prises dedans, tandis que d’autres tracent

Tout droit, comme le photon qui n’a pas de masse, vu ?

Mais un truc lourd comme le quark top, il faut qu’il traîne son gros c**

Le Higgs est un boson, particule élémentaire

Dirigeant les particules évoluant dans son champ scalaire. »

                                                        (Traduction de Tom ROUD, 2008)

Y-a-t-il beaucoup de questions scientifiques qui puissent prétendre être plus fondamentales que celle-là? Une particule élémentaire dont tout dépend et qui - s'il venait à être démontré qu'elle n'existait finalement pas - remettrait en cause notre conception toute entière de la physique et de l'univers...

Dans un article publié le 27 août 2010 dans le journal Les Echos, sous le titre "Au CERN, 10 000 chercheurs remontent le temps", l'auteur -Paul MOLGA - livre toute une série d'approches sur la vie des scientifiques au CERN, leurs attentes, voire leur frustation supposée ou réelle lorsqu'ils doivent signer par ordre alphabétique et par milliers chaque article. Le journaliste se demande alors comment le jury Nobel s'y prendra pour distinguer trois individus particulièrement remarquables au sein de la cohorte?

Rassurons-nous, il y a parfois des évaluations effectuées par les pairs qui valent beaucoup mieux que les indices bibliométriques!

Et chacun des co-auteurs bénéficiera de publications dans des revues à très haut facteur d'impact. Chaque article sera beaucoup lu et décortiqué et fortement commenté par les spécialistes du monde entier.

Pour le jeune docteur postulant par la suite à un poste académique, nul doute qu'il lui restera:

- les lettres de recommandations de chercheurs seniors;

- la qualité de l'audition qu'il sera en mesure de fournir lors d'un entretien d'embauche.

Mais bien avant cette candidature, il aura tout loisir de donner des séminaires et de constituer son réseau professionnel.

Ainsi, non seulement, la particule de Dieu est-elle capable de donner une masse aux autres particules, mais elle peut aussi donner du poids à un jeune chercheur.

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       - Le grand collisionneur de Hadrons ou LHC

       - Large Hadron Rap - Kate McAlpine

       - Décohérence, Paradoxe EPR, Einstein et Bohr deux conceptions du monde

Le dimanche 6 avril 2008 le grand public a pu visiter le site du Grand Collisionneur de Hadrons LHC (pour Large Hadron Collider), un instrument scientifique de taille gigantesque à 100 mètres sous terre, tout près de Genève et à cheval sur la frontière franco-suisse. Ce fut un succès par le nombre de visiteurs qui sont arrivés pour cette journée portes ouvertes. Benjamin BRADU, physicien, qui était présent sur le site pour y accueillir les groupes en a fait un compte-rendu sur son blog .

Sans doute ce qui retiendra en premier l'attention du passionné de science, c'est l'annonce que le Grand Collisionneur va recréer les conditions qui existaient juste après le Big Bang.

Voici ce que l'on nous annonce : "Les physiciens s’attendent en tous cas à une nouvelle ère de physique, apportant de nouvelles connaissances sur le fonctionnement de l’Univers. Pendant des décennies, les physiciens se sont appuyés sur le modèle standard de la physique des particules pour essayer de comprendre les lois fondamentales de la Nature. Mais ce modèle est insuffisant. Les données expérimentales obtenues grâce aux énergies très élevées du LHC permettront de repousser les frontières du savoir, mettant au défi ceux qui cherchent à confirmer les théories actuelles et ceux qui rêvent à de nouveaux paradigmes."

A jouer avec l'imagination et le rêve d'un public passionné, n'y-a-t-il point risque à lui faire oublier l'exploit technique, intellectuel et politique, que constitue la mise en place du LHC ? Quid du LEP qui l'a précédé et dont il a fallu, en 14 mois, évacuer les 40000 tonnes de matériel ? Quid des cavernes géantes creusées pour y installer les instruments de mesure? Quid des différentes pièces de haute technologie venant de nombreuses parties du monde, de l'Europe bien entendu, mais aussi de l'Amérique, de la Russie, de la Chine, de l'Inde, du Japon... c'est la planète entière qui se retrouve au CERN.

Il y a aussi la mise en place d'une Grille de calcul LHC pour stocker  et traiter les 15 pétaoctets de données qui seront produites chaque année. Puis l'utilisation des données par les chercheurs répartis dans des Instituts de différents pays, après que ces données, dont le flot sera ininterrompu, auront transité par des centres informatiques de grande capacité.

Et puisque l'on nous assure (rassure) que nous ne serons point engloutis par les trous noirs microscopiques ni emportés par les strangelets  (eh oui, comme si les quarks n'étaient pas suffisamment étranges!),  produits par le LHC, nous pourrions prendre le temps de réfléchir à cette approche dynamique de la réalité qu'est la science.


 

Nous avons avec le Grand Collisionneur un très bel exemple du lien étroit entre recherche théorique et recherche expérimentale, entre recherche fondamentale et recherche finalisée. La construction du LHC au cours des dernières années, avec la production en série de certains aimants, a même été un parfait exemple de transfert technologique de la recherche vers l'industrie.

Les problèmes déjà soulevés et ceux qui ne tarderont pas à paraître nécessiteront des collaborations internationales renforcées et la mise en place de moyens techniques dont nous ne disposons pas encore.
 

Articles en lien sur ce blog:

 
       - Le scientifique, l'information du public et la réflexion éthique:
          The Responsibility of Science. Plaidoyer pour un comportement éthique des scientifiques

        - Probabilités, Physique quantique, Paradoxe EPR et Expérimentation:
          Décohérence, Paradoxe EPR, Einstein et Bohr deux conceptions du monde

       - Large Hadron Rap - Kate McAlpine

       - LHC à la recherche de la particule de Dieu

"Les principes de base de la physique quantique sont tout à fait choquants pour l’intuition. Mais rassurez-vous, on finit par s’y habituer !" (Alain Aspect)
 

A la fin du dix-neuvième siècle l’impossibilité d’expliquer certains phénomènes au niveau atomique par les concepts de physique classique ont conduit expérimentateurs et théoriciens à poser les bases d’une nouvelle physique. Des premiers articles publiés avant 1906 par Max Planck et Albert Einstein a surgi la physique quantique dont les applications technologiques ont été particulièrement nombreuses tout au long du vingtième siècle (diode, transistor, énergie nucléaire, microscope électronique, laser…) et dont le but ultime semble être l’ordinateur quantique.

La physique quantique, qui décrit le monde de l’infiniment petit, est basée sur des calculs de probabilité ce qui a toujours heurté profondément Albert Einstein qui s’opposa, sa vie durant, au physicien danois Niels Bohr, autre fondateur de la physique quantique.

EINSTEIN et BOHR

Parmi les exemples célèbres nés de cette opposition conceptuelle, le Paradoxe EPR, expérience imaginée par Einstein avec deux de ses élèves : Brian Podolsky et Nathan Rosen, visant à montrer que l’enchevêtrement (l’intrication) des particules prévu dans certains cas par la mécanique quantique était impossible.

Pour une description du Paradoxe EPR lire l’article d’Olivier Esslinger  sur son site web en cliquant ICI

 Cependant l’expérience réalisée en 1982 par le physicien français Alain Aspect et son équipe d’Orsay  a pourtant fini par donner raison à Niels Bohr.

Alain ASPECT

Voir l’article rédigé par le CNRS  en 2005 à l'occasion de la remise de la Médaille d'Or - "Alain ASPECT - Un éclaireur dans la lumière"

De cet exemple j'aimerai tirer la remarque que l'on peut commettre quelques erreurs et cependant rester l'un des grands génies de l'humanité. L'expérimentation a montré à plusieurs occasions la justesse et la solidité des théories d'Albert Einstein. Il n'était cependant pas omniscient.

Albert EINSTEIN - caricature

Autre remarque, il faut souvent beaucoup de temps et de patience, beaucoup d'énergie et de courage, pour faire avancer le champ des connaissances. Au-delà des connaissances des travaux finalisés permettent à l'humanité d'acquérir de nouveaux outils technologiques. L'un va rarement sans l'autre.

Me vient à l'esprit cette remarque de Doris Lessing, Prix Nobel de Littérature 2007: "J'y relevais qu'à la fin de son existence, Goethe, l'un des hommes les plus cultivés de son temps, disait qu'il venait à peine d'apprendre à lire" (Times Bites, Harper Collins, 2004)

Et d'en conclure: "le temps qu'il faut pour apprendre" et connaître vraiment!