Un festin de physique pour patienter jusqu'à Moriond...

Avatar

Alors que nous attendons impatiemment la conférence de Moriond, plat de résistance de l’année en physique, lors de laquelle les résultats de l’exploitation du LHC à 13 TeV seront à l’honneur, il vaut la peine de s’intéresser à certaines des autres recherches menées dans le Laboratoire. Nous avons un programme très riche et diversifié, et des choses extrêmement intéressantes se sont passées ces derniers mois.

Le LHC devient particulièrement doué pour faire la lumière sur des énigmes irrésolues depuis des dizaines années. Après le boson de Higgs et les pentaquarks, nous serons peut-être bientôt en mesure d’accueillir l’oddéron dans la collection des résultats de physique du LHC. L’expérience TOTEM étudie ce qui se passe lorsque les protons du LHC ricochent les uns sur les autres et demeurent intacts au lieu d’entrer en collision et de voler en éclats. Lors de ce phénomène, appelé diffusion élastique, une interaction a tout de même lieu entre les deux protons ; c’est là que l’oddéron entre en scène. Dans les années 1970, Isaac Pomerantchouk a émis une hypothèse selon laquelle la diffusion élastique proton-proton fait intervenir une sorte de quasi-particule porteuse de l’interaction forte. Celle-ci a été appelée poméron, en son honneur. Le poméron a des nombres quantiques pairs vis-à-vis de la CP, mais il est ensuite apparu qu’un échange impair vis-à-vis de la CP pouvait aussi intervenir, et le terme oddéron a donc été inventé. Dans la physique moderne, nous associons ces processus d’échange à un nombre pair ou impair de gluons. Ce que TOTEM a vu n’est pas une observation directe, mais un indice signalant la présence éventuelle d’un oddéron. Une exploitation du LHC à 900 GeV aura lieu cette année et sera spécialement consacrée à cette question ; le détecteur ALFA d’ATLAS se joindra aux recherches. Cette campagne devrait permettre de faire la lumière sur le comportement de la section efficace observé par TOTEM, qui laisse supposer la présence de l’oddéron. La cerise sur le gâteau resterait toutefois que les données révèlent une proéminence résonnante, ce qui n’a pas encore été observé.

Pendant ce temps, l’AD connaît une période particulièrement productive et enthousiasmante. L’expérience ALPHA a récemment réalisé ses premières mesures spectroscopiques de précision sur l’antihydrogène, ce qui ouvre une nouvelle ère de précision pour la physique de l’antimatière. BASE a grandement amélioré la précision de la mesure du moment magnétique de l’antiproton. ALPHA-g et GBAR se préparent à mesurer l’influence de la gravité sur l’antimatière. Enfin, l’anneau d’ELENA va bientôt commencer à fonctionner ; il ralentira encore davantage les antiprotons et fera augmenter considérablement l’efficacité du piégeage.

L’une des propositions les plus étonnantes qui a été présentée au SPSC et à l’INTC lors de leurs dernières réunions concerne également l’AD. Nous avons reçu une lettre d’intention pour un projet consistant à charger des antiprotons dans un camion pour les conduire jusqu’à ISOLDE, où ils pourraient être utilisés pour étudier le comportement exotique de noyaux instables, en particulier leur enveloppe externe. Le fait que les antiprotons, qui constituaient en eux-mêmes un sujet d’étude, soient en passe d’être utilisés comme un outil permettant de mener d’autres types d’études témoigne de la maturité de la recherche sur l’antimatière au CERN. Si la création d’un piège à antiprotons mobile se révèle réalisable, des expériences combinées AD-ISOLDE pourraient, d’ici à 2022, faire la lumière sur certains processus astrophysiques.

Je souhaite mentionner aussi les activités qui se déroulent auprès de la plateforme neutrino du CERN : les travaux avancent bien sur deux prototypes de détecteurs que nous construisons afin de valider la technologie nécessaire à l’expérience neutrino souterraine DUNE, située au Fermilab, dans le Dakota du Sud (États-Unis). De belles traces ont déjà été enregistrées par un dispositif plus petit. Le détecteur ProtoDUNE-SP est actuellement préparé en vue de pouvoir être utilisé avec faisceau avant le long arrêt, qui commencera à la fin de cette année, et les deux détecteurs ProtoDUNE continueront à enregistrer des données sur les rayons cosmiques. Avec tous les travaux variés qui se déroulent dans les diverses installations du CERN, il y a largement, à tout moment de l’année, de quoi se sustenter et patienter jusqu’à la prochaine série de conférences. Bon appétit!