La grande complication

VOYAGE Au Centre De la matière L’horlogerie suisse n’a pas le monopole de la complexité mécanique : ici, un nouveau sous-détecteur installé durant le long arrêt de l’accélérateur. Une pièce comme une autre de l’immense puzzle LHC dont la construction a co

celui où les composants des protons vont interagir de la façon la plus forte. C’est comme percuter deux conteneurs remplis de patates et de seulement quelques pastèques, et de vouloir juste analyser ce qui se passe lorsque deux de ces pastèques se rencontrent. » Le 4 juillet 2012, c’est ici qu’a été découvert le boson de Higgs, une particule dont l’existence avait été théorisée. La preuve fondamentale que la matière et l’univers fonctionnent bien comme on l’a imaginé. reste maintenant à l’observer : « Nous n’avons pas vu les bosons de Higgs, mais les conséquences de leur désintégration, confie Marumi Kado. Par exemple, nous avons observé deux photons dont la masse avait un pic qui correspond à l’existence d’un boson. » Élémentaire, mon cher Watson. L’arrêt du LHC en février 2013 était une révision planifiée. Qui ne va pas sans contraintes. « Avant même de pouvoir intervenir dessus, il faut attendre trois mois pour réchauffer cette masse, puis quatre à cinq mois pour la refroidir par la suite. La machine compte près de 43000 tonnes d’aimants à maintenir à -271 °C », indique Jean Tavian, chef du groupe cryogénie au Cern. L’occasion d’améliorer l’appareil qui souffrait de quelques défauts mis en lumière par un incident surmédiatisé lors de son premier démarrage en septembre 2008 : « Sur les 10 000 connexions électriques entre les aimants, une était mauvaise. » Un arc électrique provoqua une fuite d’hélium dont la pression endommagea un élément du LHC. Et une immobilisation d’un an.

lhc, saison 2 Au programme des travaux de maintenance qui ont précédé le lancement : des connexions électriques sécurisées, dix-huit nouveaux aimants, un meilleur système cryogénique… Et surtout une énergie de collision des particules quasiment doublée. « Cela va nous permettre d’augmenter le nombre de collisions intéressantes », affirme Marumi Kado. En augmentant l’énergie, les scientifiques auront donc plus de chances de recréer des bosons de Higgs pour pouvoir les étudier. Mais leurs recherches ne se limitent pas à cette simple particule : au programme de la saison 2 du LHC, la recherche de la matière noire, une mystérieuse matière qui, bien qu’invisible (d’où son nom), compose une bonne partie de l’univers et agit sur la gravité. Marumi aimerait bien la recréer en laboratoire – peut-être en la produisant à partir des bosons de Higgs, justement. Et il ne s’agit que d’un seul des nombreux sujets d’étude sur lesquels le Cern va plancher dans les années à venir, et qui permettront d’ouvrir d’autres portes à la physique quantique. Quant aux transfrontaliers pressés de rejoindre leur bureau, là-haut en surface, qu’ils se rassurent: aucun trou noir n’est prévu dans la machine.