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LE 14 novembre 2010

L’AMOPA Loire à la découverte du CERN (17 septembre 2010)

Des chiffres qui dépassent l’imagination : tunnel de 27kms de circonférence, à 100 mètres sous terre en moyenne, à cheval sur la France et la Suisse (Voltaire, vulgarisateur de la théorie de la gravitation de Newton en France, ami des sciences, aurait apprécié de savoir qu’il passe sous la commune de Ferney-Voltaire), il contient un tube dans lequel règne le vide le plus poussé et le froid le plus intense de l’univers (-272°C environ).

Il s’agit du grand collisionneur de hadrons (protons, c’est-à-dire noyaux de l’atome d’hydrogène) qui circulent en sens inverse à des vitesses proches de celle de la lumière dans le vide (300000kms par seconde) et rentrent en collision frontale en quatre endroits, donnant naissance à des gerbes de particules (identifiées par d’immenses détecteurs sophistiqués) conformément à la fameuse relation d’EINSTEIN E=mc2 (où l’énergie E peut se transformer en masse m et où c2 est le carré de la vitesse de la lumière : LHC ou Large Hadrons Collider, le nouvel accélérateur de particules du CERN (Centre Européen de Recherche Nucléaire), la machine la plus grande et la plus complexe que l’homme n’ait jamais construite.

Après le repas pris au restaurant du personnel, ambiance resto U, avec des échanges animés entre chercheurs, techniciens, ingénieurs apparemment de nombreux Pays, on nous a présenté un film-documentaire pédagogique, pour nous préparer à la visite. Dans le car quelques éléments d’histoire des sciences nous avaient été donnés le matin. Il s’agissait de rappeler les constituants de la matière, depuis la molécule, jusqu’aux quarks, de présenter les interactions entre les particules, ce qu’on appelle le "Modèle Standard", qui est une première tentative d’unification sur les particules et leur interaction. Ces collisions à haute énergie permettront de valider certains points de la théorie et d’ouvrir de nouvelles perspectives : en particulier les physiciens espèrent mettre en évidence une particule singulière : le fameux boson de Higgs, qui expliquerait l’existence de la masse.
Un des quatre groupes amopaliens découvrant le CERN

Un des quatre groupes amopaliens visitant les installations du CERN

Ces expériences recréeront dans l’espace de la collision, les conditions qui prévalaient lors du Big-bang, d’où leurs implications cosmologiques. Les physiciens espèrent également obtenir quelques précisions sur la mystérieuse matière noire, qui constituerait plus des 3/4 de la masse de l’Univers. Ces collisions donnent naissance à de nombreuses particules qu’il faut détecter ; d’où d’immenses détecteurs et un traitement des données qui exigent de nombreux ordinateurs puissants à travers toute la planète.

Après le film, suivait une visite dans le hall où sont testés les aimants supraconducteurs (dont le fonctionnement exige des températures très basses obtenues avec de l’hélium liquide). Des chercheurs nous ont expliqué la nécessité de ces aimants qui courbent la trajectoire des protons et les maintiennent sur un cercle et les performances technologiques mises en œuvre.

On a pu également voir les cellules radio fréquence qui accélèrent les particules et les font monter en énergie (comparable toutefois à celle d’un moustique en vol, mais dans un espace plusieurs milliards de fois plus petit !).

Le CERN c’est un labo-monde, une république de chercheurs de tous Pays, un exemple de mondialisation réussie, un modèle de coopération scientifique internationale.

Nous avons été impressionnés par le gigantisme des installations, la quête passionnée des chercheurs qui font progresser notre compréhension de l’Univers, les importantes applications de cette recherche fondamentale : Le WEB (la toile qui nous permet de surfer sur internet), les applications médicales (détection de tumeurs par la TEP, tomographie par émission de positrons, particules d’antimatière, les technologies du vide, du froid, la sophistication des détecteurs, l’exploitation des données par des matériels et logiciels toujours plus performants avec un réseau d’ordinateurs mondialisé...).

Chacun a pu emmener des fiches documentaires sur le CERN et le LHC, remarquablement présentées et illustrées, lui permettant de prolonger la visite avec profit.

Avec Voltaire et le CERN, nous avons été vraiment conCERNés !

Un grand merci aux organisateurs.

André Zgainski (professeur honoraire, membre de l’AMOPA Loire)

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