LABORATOIRE DE PHYSIQUEMODERNEDans un laboratoire de physique des particules, on étudie la structure de la matièrejusque dans ses constituants élémentaires.

« 1 LABORATOIRE DE PHYSIQUE MODERNE Dans un laboratoire de physique des particules, on étudie la structure de la matière jusque dans ses constituants élémentaires.

À l'aube de la physique et de la chimie moderne, on pensait que les éléments les plus petits, indivisibles, dont sont composées toutes les substances, étaient les atomes.

Bientôt on s'aperçut que l'atome peut être divisé en un noyau, de charge positive, entouré d'électrons, de charge négative.

Le noyau lui-même n'est pas un objet indivisible, mais il est formé de particules « élémentaires » appelées protons et neutrons.

Au cours des dernières décennies, la liste des particules élémentaires n'a cessé de s'enrichir. Aujourd'hui, on dresse des listes compliquées qui contiennent des centaines de particules, subdivisées en différentes familles.

Le souhait des physiciens des particules est de comprendre quels sont les éléments véritablement fondamentaux qui constituent la matière.

En outre, la découverte des particules élémentaires de la nature aidera les savants à comprendre enfin la relation qui existe entre les cinq forces fondamentales de l'Univers : l’électrique, la nucléaire forte, la nucléaire faible, l'électromagnétique, la gravitationnelle. Nous pouvons nous représenter un accélérateur de particules comme un microscope très puissant qui nous permet d'étudier l'intérieur des noyaux atomiques.

En réalité, la méthode utilisée par un accélérateur pour étudier l'intérieur des atomes est plutôt rudimentaire.

On accélère certaines particules, jusqu'à des vitesses énormes, puis on les fait entrer en collision sur une cible fixe, ou avec d'autres particules en mouvement.

Le choc très violent engendre de très nombreuses particules élémentaires.

On ne peut pas dire que ce sont les « morceaux » des particules qui sont entrés en collision, mais l'observation de ces éclats nous fournit les informations nécessaires pour comprendre le comportement de la matière et des forces qui la meuvent. Un laboratoire adapté à l'étude des particules élémentaires doit par conséquent pouvoir disposer de trois fonctions principales : générer les particules élémentaires (en les récupérant dans l'environnement, dans des sources radioactives ou à partir des interactions entre d'autres particules), les canaliser ou les accélérer (en les guidant au moyen de champs électriques ou magnétiques), détecter les produits de leurs interactions (à partir des traces laissées sur des plaques photographiques ou d'autres matériaux, ou à partir des compteurs à scintillation ou des courants électriques qu'ils produisent en entrant en collision avec des fils métalliques, des atomes d'un gaz, etc.).

Un ordinateur doit prendre en compte ensuite les milliers d'informations qui proviennent, pour chaque collision, des détecteurs, et reconstruire ce qui a réellement eu lieu, quelles particules ont effectivement pris part à l'interaction. Les visiteurs d'un laboratoire moderne de physique des particules ne peuvent que rester profondément surpris.

D'énormes aimants, parcourus par des courants très intenses, des pompes propres à générer le vide le plus poussé dans des centaines de mètres ou de kilomètres de tube métallique, des appareils supraconducteurs, refroidis à plus de cent degrés au-dessous de zéro, des millions de connexions électriques pour les détecteurs, et des centaines d'ordinateurs.

Les technologies employées sont parmi les plus avancées et les plus coûteuses au monde, et les. »