CERN cinquante ans

2004/05/01 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Fisika

Accélérateur LEP, le plus prestigieux de ceux réalisés par le CERN.

CERN

Après la Seconde Guerre mondiale, la recherche scientifique en Europe n'était pas en très bon état. D'une part, les conséquences de la guerre elle-même étaient en vue, tant dans la science que dans tout autre domaine de la vie. Les chercheurs européens avaient peu de ressources, peu d'argent. Bien sûr, la priorité pour investir de l'argent n'était pas la science. Il ne pouvait pas être. D'autre part, de nombreux scientifiques s'étaient enfuis, la plupart aux États-Unis, il n'était donc pas facile d'organiser de bons groupes de recherche efficaces.

Il faut comprendre qu'à cette époque, l'environnement n'était pas le plus approprié pour étudier en physique. La physique nucléaire a été la ligne de recherche la plus développée pendant la guerre. Et une fois la guerre terminée, il n'était pas surprenant que pour les gens la physique nucléaire et le développement des armes soient en grande partie synonymes. Mais la recherche en physique n'était pas uniquement liée aux bombes et fusées.

Ils découvraient de nouvelles particules de taille plus petite que l'atome et n'avaient rien à voir avec les armes. D'autre part, la fission nucléaire pouvait avoir une grande importance dans la production d'énergie. En outre, en 1947, le transistor a été inventé aux États-Unis et de nouveaux matériaux ont été étudiés pour améliorer le transistor. Il ne faut pas oublier que la majeure partie de la technologie actuelle est basée sur le transistor et donc sur la recherche de particules.

Dans cette situation, les scientifiques européens devaient faire quelque chose pour promouvoir la recherche. Le Français Louis de Broglie, prix Nobel de physique de 1929, a fait sa première proposition à cet égard. A cette époque, de nombreuses organisations fondées sur la coopération internationale ont été créées, pourquoi pas dans le domaine de la science? Lors d'un congrès à Lausanne en 1949, il a proposé la construction d'un laboratoire international européen.

Lancement du projet du nouvel accélérateur LHC.

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Plusieurs Prix Nobel ont collaboré au développement de l'idée lors de congrès organisés par l'UNESCO. Enfin, le laboratoire CERN fut inauguré le 29 septembre 1954 sous le patronage de douze villages européens.

Premiers accélérateurs CERN

À partir de cette époque, la recherche de particules repose nécessairement sur des accélérateurs. Les accélérateurs ou synchrotrons (les deux noms sont utilisés pour ces machines) accélèrent les particules et les font se heurter à une grande énergie. La distribution des composants du noyau d'un atome nécessite une grande quantité d'énergie, de sorte que la détection de ces composants ou particules est également indispensable.

En définitive, l’objectif principal de cette recherche est de répondre à une simple question: De quoi la matière est-elle faite ? Et quand on dit matière, on veut tout dire. Car toutes choses sont faites d'atomes, et les atomes sont faits de protons, de neutrons et d'électrons, de quoi sont-ils faits? Pour l'étudier, il faut heurter des protons, des neutrons et des électrons pour voir quelles particules sortent lorsqu'elles sont « défaites ». Aujourd'hui, nous avons la réponse que ces particules sont fabriquées en quarkez, mais il y a beaucoup d'autres questions sans réponse.

Au CERN, il était donc indispensable de commencer à fabriquer des accélérateurs. Le premier a été réalisé avant la fin des années 1950, avec lequel on pouvait obtenir une énergie de 600 millions d'électroniques (600 MeV). Notez que l'électron-volt (eV) est une unité d'énergie qui nécessite un électron pour atteindre un potentiel de volt depuis l'arrêt. Pensez que l'énergie d'une petite pile domestique cède le potentiel de 1,5 volts à des millions d'électrons. Il n'est donc pas surprenant qu'un accélérateur fournisse 600 MeV.

Au fil des ans, le CERN a commencé à utiliser une technologie de mieux en mieux, faisant de meilleurs accélérateurs. Le synchrotron pouvait atteindre l'énergie de 300 GeV (300 milliards d'eV) construite en 1971, ce qui représente 500 fois plus d'énergie que la première. Ce synchrotron était un tunnel circulaire de sept kilomètres de long. Une belle installation.

La recherche avec ces accélérateurs a apporté des résultats pratiquement dès le début. En 1973, on a découvert que la taille des protons augmente à mesure que l'énergie augmente, ce qui indique que les protons sont constitués de particules plus petites qui peuvent être distribuées par le don d'énergie.

Le champ électrique qui accélère les électrons et les positrons est oscillé dans ces récipients en cuivre.

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De nombreux synchrotrons ont été lancés par le CERN. Ces dernières années, la plus célèbre est la LEP (Large Electron-Positron collider), un cyclottron de 27 kilomètres de circonférence qui a commencé son parcours en 1981 et qui a paralysé en 2000. Il a donné de nombreux résultats, soulignant le prix Nobel de physique décerné par les scientifiques Carlo Rubbia et Simon van der Meer en 1984 pour son travail sur cet accélérateur.

Le travail effectué par le Néerlandais Van der Meer concernait l'amélioration des lots de particules. Selon ce travail, en plus de réaliser des accélérateurs de plus en plus grands, les parties qui accélèrent peuvent être améliorées. En fait, en 1978, ce physicien a inventé une technique pour accumuler ces faisceaux de rayons. Le rayon "refroidi" augmentait son intensité et réussissait à les accumuler. Grâce à cette technique, l'efficacité des synchrotrons et des synchrotrons augmentaient considérablement.

Mais l'époque des années a pris fin il y a quatre ans. Un nouvel accélérateur est en cours de fabrication : LHC ( Large Hadron Collider ). Cette nouvelle machine atteindra une énergie de 1 TeV, c'est-à-dire un milliard d'électron.

Caméras de détection de particules

En plus des accélérateurs, ils ont fabriqué de nombreux autres appareils. Par exemple, des chambres de recherche de particules ont été développées dans l'hydrogène ou d'autres moyens, dotées des plus grands aimants jusqu'alors. Ces caméras étaient à l'époque les dispositifs de détection de particules les plus avancés au monde, qui en définitive peuvent être détectés en heurtant les particules avec les atomes de la caméra.

En 1967, une chambre appelée Gargamelle a été créée. Cette chambre était remplie d'un liquide lourd et le neutrino servait à "chasser". La découverte la plus significative de cette caméra était liée à ces particules : les neutrinos peuvent interagir avec d'autres particules tout en restant neutres.

Le LEP est situé dans un tunnel souterrain de 27 km à Genève.

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La ligne de recherche de caméras et de détecteurs a également apporté de grands avantages pour le CERN. En fait, le Français Georges Charpa a reçu le prix Nobel de physique en 1992 pour son invention de la caméra multithread proportionnelle, un type de détecteur.

Futur

En 2001, des chercheurs du CERN ont annoncé de nouveaux résultats dans la recherche du couple matériel-antituerie. Pourquoi la matière dans la nature est-elle plus commune que l'antituerie ? De nombreuses recherches sur les particules, de plus en plus énergiques, sont nécessaires pour répondre à ces questions. De nouvelles ressources sont en préparation au CERN.

Le CERN célèbre cette année sa célébration. Mais cela ne veut pas dire qu'ils ont cessé de travailler. Comme nous l'avons dit, l'une des priorités est la construction du LHC. Dans tous les cas, la recherche fondamentale en physique restera le lieu du CERN, au moins au cours des cinquante prochaines années.