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Retour sur une année faste pour la physique

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Joachim Mnich is the Director for Research and Computing

Le complexe d'accélérateurs ayant été mis à l'arrêt le 28 novembre, le moment est venu de revenir sur l'année qui s'achève, une année fructueuse pour nos recherches. Un grand nombre de nouveaux résultats ont en effet été obtenus dans l'ensemble du programme scientifique. Au LHC, les données issues de la première et de la deuxième périodes d'exploitation continuent d’apporter des résultats riches et variés. Les nouvelles données recueillies durant la première partie de la troisième période d'exploitation ont également contribué à aiguiser l'appétit des équipes ; quant au programme hors LHC, il continue de prospérer.

L'année 2022 a été jalonnée de nouveaux résultats importants issus de l'ensemble de données de la deuxième période d'exploitation du LHC. On citera notamment la mesure, par CMS, de la masse du quark top avec une précision inégalée, et la mesure, par ATLAS, de la production d'un quark top associé à un photon. Ce phénomène rare est un outil pour explorer la nouvelle physique.

Du côté de l'expérience ALICE, au nombre de ses résultats marquants, il faut signaler la première observation directe d'un phénomène connu sous le nom d'« effet de cône mort », qui met en évidence la masse du quark charmé. LHCb, pour sa part, a continué à enrichir son inventaire de nouvelles particules exotiques, ajoutant un nouveau pentaquark et les deux premiers tétraquarks jamais observés. Ces observations renforcent notre compréhension de la force forte qui lie les quarks entre eux. La capacité de précision de LHCb s'est également manifestée par la mesure de la plus grande asymétrie matière-antimatière observée à ce jour dans des désintégrations de particules.

À l'occasion du 10anniversaire de la découverte du boson de Higgs, les expériences ATLAS et CMS ont toutes deux publié des articles détaillant ce que nous avons appris jusqu'ici sur cette intrigante particule. La précision avec laquelle ATLAS et CMS ont mesuré les propriétés de base du boson de Higgs est un bon indicateur du chemin parcouru. Nous connaissons maintenant sa masse avec une précision d'environ 0,1 % et sa durée de vie a été mesurée à environ 10-22 secondes, comme l'a prédit le Modèle standard. La collaboration ALICE, quant à elle, est revenue sur les grandes étapes franchies à ce jour dans son exploration du plasma quark-gluon.

Tous ces résultats sont issus de l'analyse des données existantes mais, alors que l'exploitation 2022 du LHC vient de prendre fin, les expériences ATLAS et CMS ont déjà publié des résultats basés sur les données de la troisième période d'exploitation. Cela a été rendu possible grâce aux performances exceptionnelles du LHC cette année, comme l’a décrit le premier d'une série de rapports sur la troisième période d'exploitation publiés dans le Bulletin.

Ce ne sont là que quelques-uns des résultats du LHC à mettre en avant cette année, et le fait que j'aie dû faire un choix témoigne des fantastiques performances de l'accélérateur, des détecteurs et des infrastructures informatiques, ainsi que de l'inventivité des personnes qui les font fonctionner et qui analysent les données.

Bien entendu, le programme du CERN ne se limite pas au LHC. Là encore, je dois être sélectif : parmi les faits marquants de 2022, je pourrais mentionner les mesures effectuées sur l'hélium antiprotonique par l'expérience BASE auprès de l'AD, ou encore les importants travaux d'ISOLDE sur le thorium-229, susceptibles d’ouvrir la voie à des « horloges nucléaires » ultra-précises. 

L’arrêt technique hivernal a pris fin plus tôt que prévu cette année en raison de la crise énergétique, et il en sera de même l'année prochaine. C'est important, nécessaire, et non sans douleur pour le programme d'expériences du Laboratoire. Cependant, cette année a montré que la communauté du CERN sait être à la hauteur du défi. Quoi que nous réserve l'année 2023, je suis convaincu que la physique sera au rendez-vous.