18/07/2015

Et pendant ce temps, au CERN, on a fait une découverte...

penta.jpgOn en a moins parlé que de Pluton. La physique des particules aurait-elle moins bonne presse que l'astrophysique? Mardi 14 juillet, jour de fête française hexagonale, le CERN a annoncé la découverte, via son grand collisionneur de hadrons (LHC), de pentaquarks, qui pourraient ressembler à ce qu'illustre le cliché ci-dessus. En d'autres termes, d'une nouvelle catégorie de particules dont on supputait l'existence sans en avoir jamais observé. C'est en 1964 que le futur prix Nobel Murray Gell-Mann avait instauré une distinction entre deux sortes de particules, les baryons et les mésons, et formulé la théorie des quarks. Les baryons (ou hadrons fermioniques), qui comprennent les protons et les neutrons, sont formés de trois quarks. Quant aux mésons (ou hadrons bosoniques), ils sont constitués de paires quark/antiquark. Tous sont des constituants des atomes et de notre matière, mais est-il besoin de le préciser?

Donc si les quarks se combinent entre eux pour former des particules, la théorie suggère également l'existence d'autres états composites. Et notamment celle des pentaquarks (le préfixe penta, du grec, signifie 5), qui sont formés de quatre quarks et d'un antiquark. Sauf que jusque là, aucun pentaquark n'avait jamais été observé. Pour en découvrir un, les physiciens du LHC ont examiné la désintégration d'un baryon en trois autres particules. L'étude des spectres de leurs masses a ainsi révélé des états intermédiaires, dont l'un formé de cinq quarks. Bingo! Après la découverte du boson de Higgs en 2012, le CERN continue à faire des avancées spectaculaires. Le LHC arrivera-t-il bientôt à percer le secret de la matière noire? J'espère y revenir.

PS: Pour ne pas trop égarer le lecteur avec des notions de physique quantique souvent complexes, j'ai simplifié au maximum ce billet, en espérant que le sens en reste lisible.

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06/11/2014

Quand la physique des particules s'invite au cinéma

lhc.jpgLa symétrie est presque parfaite. Cet enchevêtrement de tubes, de métal et de passerelles, filmé ainsi en perspective, suggère à la fois une impression d'infini et de technologie futuriste. Le décor paraît trop sophistiqué pour être celui d'une usine. En réalité, il s'agit là d'une image du LHC (Large Hadron Collider) du CERN, le plus grand accélérateur de particules du monde. C'est grâce à lui, et surtout à ceux qui l'ont conçu, que la science a fait un pas de géant en découvrant (en identifiant serait plus juste) le boson de Higgs en juillet 2012. C'est-à-dire une particule élémentaire de la physique subatomique qui pourrait, selon sa masse, expliquer aussi bien l'équilibre à l'oeuvre dans l'univers que l'existence d'autres univers reliés entre eux par le temps.

Ces deux notions, les supersymétries et les multivers, sont abordées dans La Fièvre des particules (Particle Fever) de Mark Levinson, documentariste américain qui a planté ses caméras au CERN depuis 2008 pour y suivre les travaux d'une poignée de physiciens. Dont une femme, Fabiola Gianotti, qu'on distingue en train de discuter sur la photo ci-contre (photo toujours tirée du même film) devant une autre partie du LHC. particules.jpgElle vient d'être nommée directrice du CERN et prendra ses fonctions le 1er janvier 2016.

Mais revenons à l'image du haut. On y remarque un homme coiffé d'un casque jaune, en bas, fixant l'objectif. Il permet de se faire une idée de l'échelle du LHC, dont on ne voit qu'une partie ici, puisqu'il s'étend sur 27 kilomètres. L'homme paraît minuscule, mais pas plus qu'un ouvrier juché sur l'échafaudage d'une cathédrale. Une comparaison qui fait sens. Le LHC est à sa manière aussi une cathédrale et une passerelle entre le monde de la mécanique quantique et la modélisation de notre univers. Vertigineux mais à hauteur d'homme, en somme. Microscopique et macroscopique tout à la fois.

La Fièvre des particules est actuellement à l'affiche en salles, au Cinélux. Vendredi 7 novembre, la séance sera précédée d'une présentation par Pascal Pralavorio, chercheur au CERN.

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