M NACIRI

Faculté des Sciences de Rabat
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Le LHC est un accélérateur qui amène les protons et les ions à une collision à très hautes énergies. Ceci permet aux scientifiques de pénétrer dans les structures de l'univers et de recréer les conditions ayant prévalu lors du début de l'univers post "big bang".
Le LHC sera construit dans les environs de la frontière franco-suisse à l'ouest de Genève au pied du jura en face des Alpes.

Durant la 1ère moitié de ce siècle, les réalisations et progrès réalisés en Europe en matière de physique avec la découverte des électrons aux atomes nucléaires et de leurs composants ont été énormes spécialement avec la théorie de la relativité aux mécaniques quantiques. Malheureusement les conflits en années 30 et 40 avaient interrompu les travaux des chercheurs qui avaient émigré vus des cieux collines. De retour de la paix avaient permis la reprise des recherches. Au début des années 50 , les américains avaient compris que tout progrès dans le domaine nécessitaient des laboratoires sophistiqués et des investissements dans la science fondamentale ce qui pouvaient induire un développement économique et technologique. Alors qu'en Europe les chercheurs croyaient encore aux laboratoires basés sur la radioactivité et les rayons cosmiques (ionisants), de puissants accélérateurs furent construits aux ISSA2. Les laboratoires simples furent remplacés par des projets où travaillaient des équipes très grandes composées de chercheurs et d'ingénieurs.
Un nombre limité de physiciens tels Rabi, Amaldi, Anger, et de Rougemon avaient compris que seule une coopération accrue était de nature à faire progresser la recherche en Europe. Malgré la tradition intellectuelle et la renommée des universités qui prévalaient en Europe, aucun pays de ce continent ne pouvait faire face seul aux besoins de la recherche. La création d'un laboratoire européen fut recommandée par l'UNESCO lors de son assemblée de Florence en 1950. Trois ans après une convention fut signée par 12 pays du conseil Européen pour la Recherche Nucléaire. Le CERN fut né et le maillon des institutions européennes en matière d'espace, d'astronomie, de biologie moléculaire et l'Europe allaient retrouver leur lustre dans l'espace scientifique et dans plusieurs domaines.
Au départ, le CERN devait permettre aux physiciens européens d'avoir des accélérateurs pour faire face aux demandes nécessités par les besoins des recherches limitées aux connaissances du moment. En quête d'une plus grande interaction des énergies, le laboratoire avait mené un rôle de leader dans le développement des machines des collisions de courants. De grandes premières furent initiées avec l'ISR- collision proton- proton en 1971- et le canon proton- antiproton au SPS qui fut lancé en 1981 pour produire les énormes particules W et Z un 1983 (2 ans après) confirmant ainsi la théorie unifiée des forces électromagnétiques. Le résultat c'est que le LEP3 permet des mesures inégalées en quantité et en qualité en matière de nature subatomique de modèle standard jusqu'à la fraction de 1% et de 10/000. En 1996 l'énergie de LEP avait doublé pour atteindre les 90 GEV par faisceau dans le LEP II, et atteindre un nouveau seuil de recherche. Dans la décennie es progrès auront lieu avec le LEP LEP II
Les données du LEP sont si précises qu'elles sont sensibles au phénomène qui intervient aux énergie au-delà de la machine elle-même telle que la mesure les séismes, même très loin de l'épicentre ceci permet d'avoir une première idée sur les futures découvertes en matière de très hautes énergies et nous permettre de calculer les paramètres d'une machine pour faire de telles mesures. De tout évidence la nouvelle physique répondra à nos questions du moment et qui concernent les énergies avoisinant 1 TEV (1TEV=1000GEV)
Pour ce faire, le LHC est l'instrument adéquat pour maîtriser les dépenses le CERN a conçu un tunnel du LEP de 27 Km qui sera alimenté par les sources de particules existantes et celles des pré-accélérateurs. Le LHC utilisera des aimants super conducteurs très avancés et une technologie d'accélérateurs inégalés.

 

Le LHC conduira des recherches très pointues nécessitant une très grande ingéniosité pour vérifier les phénomènes de prédictions théoriques. Il est un accélérateur remarquable et versatile, Il induira la collision des faisceaux de rayons) d'énergie avoisinant 7 sur 7 TEV et le croisement des faisceaux à des points dépassant la luminosité. Il permettra également la collision d'ions lourds tels le plomb avec une énergie de collision dépassant les 1250 TEV, soit 30 fois plus que celle du RHIC en construction au laboratoire de Brookhaven aux USA. Les opérations couplées LHC/LEP peuvent opérer une collision proton-électron de 1,5 Tev. Soit 5 fois ce qui est valable aux laboratoires DESV à HERA en Allemagne.

Principe de fonctionnement

Grâce à la supraconductivité, maintenir les faisceaux du LHC en orbite requière des champs magnétiques d'une intensité jamais mis en oeuvre dans aucun accélérateur du CERN.
La supraconductivité permet de tels champs, mais
Une installation supraconductrice de la taille du LHC n'a jamais été réalisée auparavant. D'intenses travaux de recherche et développement en collaboration avec l'industrie européenne ont montré que c'était faisable.
A la fin de 1994, une étape importante était atteinte avec la première mise en opération d'un prototype d'une section entière de l'accélérateur.
La supraconductivité est la capacité de certains matériaux à conduire l'électricité sans aucune résistance ou perte d'énergie, généralement à très basse température. Le LHC fonctionnera à environ 300 degrés en dessous de la température ambiante, température encore plus basse que celle du vide spatial. Avec ses 27 km de circonférence, l'accélérateur sera la plus grande installation supraconductrice du monde.
Le LHC accélérant deux faisceaux se propageant en sens opposés, c'est en fait deux accélérateurs en un. Pour que la machine soit aussi compacte et économique que possible, les aimants pour les deux faisceaux seront construits dans un seul support
Le LHC sera construit dans le même tunnel que le LEP (grand collisionneur électron positon), et coûtera donc beaucoup moins qu'une machine similaire bâtie sur un site vierge. Les faisceaux de protons seront préparés par la chaîne d'accélérateurs existants au CERN avant d'être injectés dans le LHC. Cette pratique du laboratoire d’interconnecter les accélérateurs de cette façon a fait du CERN l'usine de faisceaux de particules la plus flexible au monde.