dimanche 31 juillet 2011

Grenoble, le LHC et le reste...

Aujourd'hui, je vais rédiger un vrai article de blog, du genre de ceux qui racontent des trucs et tout!

Ce n'était pas l'objectif de ce blog à la base, vu qu'au départ c'était un support de réflexion et non un journal  pas intime. Mais bon, vu que j'ai 15 lecteurs fidèles, et que je n'ai pas publié depuis le 9 juillet, je me sens quelque part obligé de raconter ce qui m'est arrivé récemment, et j'aimerai surtout partager l'immense excitation qui a soudainement pris à la gorge le monde de la physique des particules.

J'avoue honnêtement que je ne sais pas trop comment rédiger cet article, je vais avancer au feeling, et voir ce que ça donne, en espérant qu'à la fin ça reste cohérent.

EPS HEP 2011



Commençons pas le commencement !


J'ai été à Grenoble du 20 au 27 juillet pour la grande conférence de la physique des particules : HEP 2011. Il s'agit d'une conférence qui a lieu tous les deux ans quelque part en Europe, et c'est la première édition qui a lieu depuis le démarrage du LHC. Tout le monde y est allé en espérant y voir des débuts de résultats, et je dois dire qu'il y a eu des choses très très intéressantes.

J'y allais également pour présenter mon travail (ma disparition s'explique par la préparation de mon talk), mais je dois reconnaître qu'en ce moment, l'aspect théorique intéresse moins les gens que les possibles résultats expérimentaux, et c'est compréhensible, vu que le temps que certains ont attendu.

Le LHC : la plus grande expérience scientifique du monde !


Un grand anneau à cheval sur deux pays
L'accélérateur de particules le plus grand et le plus puissant au monde actuellement en activité (depuis peu). Construit au CERN, à Genève, il fait travailler plusieurs milliers de physiciens de plusieurs dizaines de pays, et représente de ce fait un laboratoire géant (c'est le cas de le dire) de partages culturels et de savoir-vivre en communauté, ce qui manque au reste du monde malheureusement.

Pour comprendre le principe d'un collisionneur de particules, il suffit d'imaginer une voiture qui rentre dans un mur. Plus la voiture va vite, plus elle sera en petits morceaux après la collision. Le même principe s'applique avec les protons dans le LHC. Ils sont accélérés le plus vite possible, afin d'avoir une très grande énergie, et d'essayer de récupérer les morceaux les plus petits et les plus fondamentaux possibles.

Faire de la physique des particules, c'est comme essayer de deviner de quoi sont fait des voitures en les éclatant les unes avec les autres. Un coup on récupère une pièce du moteur, un autre le rétroviseur, et on essaie de reconstituer le puzzle petit à petit.

Le modèle standard


Le but n'étant pas de faire un article de physique, je vais essayer de faire court, mais en donnant les informations les plus importantes. Plus de détailes sur wikipédia : Modèle standard, ou encore voir le passionnant dossier de podcastscience assez complet et accessible .

Pour faire simple, il suffit de retenir qu'il y a 3 types de particules :

  • Les particules qui composent la matière : les fermions. Un atome est composé d'un coeur de quarks assemblés en neutrons et protons, et d'électrons qui orbitent autour.
  • Les particules qui permettent à tout le monde d'interagir. Par exemple quand un électron voit un autre électron, il lui envoit un photon pour lui dire de se pousser de son chemin (deux particules de même charge électrique se repoussent).
  • Et enfin, la particule qui intéresse tout le monde : le boson de Higgs, qui est théoriquement responsable de la masse des autres particules.
Le modèle standard a été construit théoriquement dans les années 60/70 (ça ne s'est pas fait en une fois), et il y a eu beaucoup de prix Nobel à la clé (dont le seul prix Nobel de physique à un musulman à ma connaissance : Abdus Salam). Malgré le grand succès du modèle, toutes les pièces n'ont pas encore été vérifiée expérimentalement, et ça c'est très gênant quand on fait de la science. La dernière grande confirmation remonte à 1995, quand on a enfin observé la particule de matière la plus lourde, le quark top. Il reste encore une dernière pièce...

Le Higgs ?

Oui le Higgs. Il n'a toujours pas été observé au grand malheur de certains, qui aimeraient certainement avoir leur prix Nobel avant qu'il ne soit trop tard !

Déjà il faut dire qu'on lit énormement de co***ries sur le Higgs à droite à gauche. Y'en a même qui appelle ça la particule de Dieu, nom très malheureux puisqu'il a la fâcheuse tendance à attirer des gens très bizarres qui partent vite dans des théories qui n'ont absolument rien de scientifiques.

Si vous êtes dans ce cas, oubliez tout ce que vous avez lu jusqu'à présent.

Pour comprendre ce qu'est réellement le boson de Higgs, il suffit de savoir qu'un objet qui n'a pas de masse va toujours à la vitesse à la lumière, et qu'un objet qui ne va pas à la vitesse de la lumière à une masse. La plupart des particules qui nous composent ont une masse, mais on n'en connaît à priori pas l'origine. Sauf si on dit qu'en réalité elles n'en ont pas, et que si on les voit aller moins vite que la lumière, c'est parce qu'elles s'arrêtent de temps en temps pour discuter avec quelqu'un. Et ce quelqu'un c'est le Higgs. Le champs du Higgs serait partout autour de nous (c'est un champ scalaire, comme la température ou la pression, qui sont définies en chaque point d'espace-temps), et sa manifestation physique serait la particule de Higgs.

Tout le monde veut parler avec ce monsieur !

Voila, rien de mystique, rien de mystérieux donc !

Alors on l'a vu ou pas ?

Comme chacun s'en doute, ce n'est pas évident de répondre à cette question.

Le LHC collecte beaucoup de données sur une grande période, et nos amis expérimentateurs passent des journées très longues à faire le tri et à faire des études statistiques très élaborées pour essayer de déceler le signal d'un boson de Higgs.

Il faut dire qu'on ne sait jamais exactement ce qu'on va récupérer dans une collision. Il faut donc en faire plusieurs pour essayer d'attraper quelque chose qui ressemble à un morceau intéressant.

Pour les gens qui n'ont pas peur, vous avez les transparents des conférences disponibles ici (au passage si vous cherchez bien vous pouvez tombez sur la mienne ^o^) ! Les expérimentateurs nous ont donc appris à nous extasier sur des figures qui ressemblent à ça :



Ce sont les résultats des deux expériences ATLAS et CMS, qui ont toutes les deux des signaux intrigants dans la même zone. Pour les 2-3 motivés qui sont arrivés jusqu'ici, vous avez le commentaire détaillé sur le blog d'un théoricien.

Encore une fois, je vais essayer de faire simple. Dans les détecteurs, les réactions faisant intervenir le Higgs sont noyés dans un bruit de fond. Le but du jeu est d'essayer de récupérer des signaux différents de ce bruit. Les graphes précédents montrent, suivant la masse du Higgs (qui n'est pas connue), à quel point on s'en éloigne. On dit qu'on a fait une découverte lorsqu'on est sûr que le signal est à 99% dû à autre chose. Là on n'y est pas encore, et les statistiques ne sont pas suffisantes. Mais le point positif (et peut être pas clair sur les graphes), c'est que deux expériences différentes voient un début de fluctuations dans la même zone !

On dirait pas comme ça, mais ça a fait comme une petite bombe dans la communauté.

Une semaine pour ça ?


C'était bien long en effet !

Tous les jours de 9h à 18h30, en rajoutant les temps de transports, les repars, les activités sociales, et le fait qu'à Grenoble il n'y a pas de bus après 21h et qu'il fallait donc marcher tous les soirs 30mn pour rentrer dormir (non je ne pouvais pas rentrer plus tôt, parce qu'il n'y pas non plus où diner le soir en dehors de 3 rues au centre-ville)... Pas étonnant que j'ai dormi presque deux jours à mon retour.

Mais je ne regrette absolument pas ce genre d’évènements, de par la richesse des rencontres qu'on peut y faire. En 7 jours, j'ai eu la chance de discuter avec des gens de différentes nationalités, autant expérimentateurs que théoriciens (bizarrement il y avait beaucoup d'expérimentateurs). J'ai passé le plus clair de mon temps avec des gens du Maroc, d'Inde, d'Allemagne (dont un demi-turc), de Serbie, de Tchécoslovaquie, d'Espagne, d'Italie, d'Argentine, du Portugal, du Canada, des USA, d'Écosse, du Vénézuela, de Chine... je m'arrête là !

Ce qui est bien quand on rencontre tous ces gens, c'est qu'on a apprend à relativiser sa place dans le monde, et qu'on arrête de croire qu'on vient d'un peuple meilleur que les autres, qu'on est les gentils et que les autres c'est des méchants et toutes ces idioties pour enfants immatures. On apprend au contraire à quel point la nature humaine est semblable partout, et que les différences ne sont pas intrinsèques mais extrinsèques !

Je regrette par contre de m'être blessé durant les qualifications pour le tournoi de football, et de n'avoir par conséquent pas pu participer à la finale qui s'est joué au stade des Alpes de Grenoble !

J'espère que maintenant, vous aussi vous êtes tout excité par les futurs annonces du LHC ;)


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