J’AI TENU A VOUS PRESENTER A PART LE PROGRAMME CERN DE CETTE ANNEE. Le CERN est au-devant de l’affiche et ce n’est pas parce qu’ ils ont démontré l’existence de quelque chose qui est ou ressemble à la particule deHIGGS que cela les met à l’abri de l’envie et des critiques ….Vous allez vous en apercevoir dans ma traduction et dans mon commentaire
CERN gears up for new experiments
Cette année sera une sorte de mise en jachère pour le Grand collisionneur de hadrons ( LHC ) . L'accélérateur et ses expériences sont encore en cours de modernisation et le collisionneur de 27 km de circonférence n'est pas prêt à redémarrer jusqu'en 2015 . Cependant, tout n'est pas au calme plat au CERN près de Genève dans les laboratoires de la physique des particules: les accélérateurs qui se nourrissent de protons dans le LHC - le Synchrotron à protons ( PS ) et le Super Synchrotron à protons ( SPS ) - seront tous deux mis « à feu » dans la seconde moitié de 2014, ce qui signifie que beaucoup d' expériences au CERN devraient préciser les données de cette année , y compris certaines qui seront tout à fait nouvelles .
Une nouvelle expérience de tir prosaïquement nommé la NA62, sur laquelle les physiciens travaillent arrive maintenant dans la phase finale de l'installation de leur expérience de 270 m de long sur le SPS . Le SPS lui-même a une circonférence de 7 km et ses expériences sont en «zone nord» du CERN , dont NA62 tire une partie de son nom ( 62 étant simplement un numéro d'expérience supplémentaire ) . La collaboration NA62 est numériquement faible par rapport aux normes du CERN , mais elle comporte encore environ 150 physiciens de 20 instituts dans le monde entier . Leur objectif principal est de faire une mesure très précise de la probabilité qu'un kaon chargé positivement se désintègre en un pion chargé positivement , plus une paire neutrino / antineutrino .
La probabilité de décroissance peut sembler etre une valeur ésotérique à mesurer, mais en tant que membre de la collaboration ,John Fry de l'Université de Liverpool au Royaume-Uni , explique l cette désintégrationelle-même comme «l'un des rares moyens qui s'offrent à nous pour réellement tester le modèle standard de la physique des particules " . Malheureusement , la mesure de la décroissance sera loin d'être facile . " Il s'agit d'un processus très rare et la probabilité que cela arrive est d'environ une sur 10 milliards », explique Giuseppe Ruggiero du CERN , qui est coordinateur en physique de NA62 .
Fluctuations quantiques minuscules
Remettre en question le modèle standard est aussi ce que les expériences sur le LHC essaient de faire , mais NA62 a adopté une approche différente . Au lieu de briser des protons ensemble à haute énergie puis faire la recherche d'indices d’une nouvelle physique dans le grand nombre de particules qui volent ca et là dans toutes les directions , NA62 cherche des preuves de petites fluctuations quantiques dans un processus de désintégration spécifique . Un kaon comprend un quark et d'un quark anti- étrange . Le quark up reste un «spectateur» qui ne participe pas à la décroissance , tandis que l' anti- quark étrange se transforme lui en un anti quark down . Selon le modèle standard , cela se produit par l'intermédiaire d' une bouclequantique et la probabilité de la transition a été calculée à un haut degré de précision .
Cependant, des particules inconnues non encore prédites par le modèle standard pourraient aussi contribuer à la boucle quantique . Ces particules pourraient , par exemple , être des " sparticules " qui sont prévues pour exister par les modèles supersymétriques de la physique des particules . Plutôt que de se révéler dans les produits finaux de la dégradation , ces particules apparaitraient dans les fluctuations quantiques et contribueraient à la boucle quantique avant de disparaître . Ces fluctuations pourraient entraîner un écart important par rapport au taux de décroissance prévu du Modèle Standard - et la mesure de cet écart est l'objectif principal de NA62 .
The finishing touches are being put on NA62
L'expérience NA62 au CERN
L'expérience NA62 commence par casser un faisceau intense de protons de 400 GeV du SPS SUR une cible de béryllium qui est de 40 cm de long . Cette collision crée un faisceau mixte d'environ 800 millions de particules chargées par seconde . La plupart de ces particules sont des pions et des protons , avec seulement 6 %dekaons intéressants .
Estampage des kaons
Le faisceau est ensuite envoyé à travers un détecteur Cherenkov appelé KTAG , qui identifie les kaons individuels par le rayonnement Tcherenkov qu'ils créent. Bien que toutes les particules dans le faisceau aient le même moment, les protons, les pions et kaons ont des masses différentes etsont donc endéplacement à des vitesses différentes . Ils créent donc un rayonnement Cerenkov sous différents angles , et en mesurant ces trajectoires , KTAG peut identifier les kaons individuels et donner à chacun un " horodatage " qui permet à un kaond’être suivi par le reste de l'expérience.
Les kaons rencontrent ensuite la Gigatracker , qui est un détecteur de pixel de silicium qui mesure le rythme de chaque kaon avec une haute précision . Cette précision est nécessaire pour faire correspondre à la «mère» kaonqui se désintègre la "fille" pion. Les kaons dérivent alors à travers une section de 65 m de l'expérience où environ 10 % d'entre eux se désintègre . A ce stade, l' attention se tourne vers la mesure de la quantité de mouvement des pions filles, qui se fait à l'aide d'un dispositif baptisé Straw Tracker . Il a plus de 7000 tubes de glisse étroite qui sont disposésenmodulesde lignes perpendiculaires les unes aux autres .
Enfin, un second détecteur de Cherenkov appelé RICH mesure la vitesse de chaque pion. Cette valeur permet aux physiciens de confirmer qu'ils ont effectivement suivi un pion de fille plutôt qu'un muon fille , lequelest produit en plus grand nombre . Il existe en outre plusieurs autres détecteurs qui mesurent les produits de désintégration afin de s'assurer que seuls les événements associés à la voie de dégradation souhaitée sont capturés .
Au-delà du Modèle Standard
La collaboration NA62 s'attend à voir environ deux événements de désintégration dans les huit semaines , ce qui est prévu d êtred'organisé à la fin de 2014. L'expérience sera ensuite en route sans cesse pour une période de trois ans, ce qui devrait donner un total d'environ 100 événements. Si le taux de décroissance mesurée à partir de celle prédite par le modèle standard diffère par un facteur de deux , NA62 sera capable de mesurer cela avec une incertitude statistique de 5σ , ce qui est la norme d'or d'une découverte en physique des particules . En d'autres termes , d'ici la fin de 2017 , NA62 pourrait découvrir dans la physique au-delà du Modèle Standard, quelque chose de beaucoup plus grand que ses expériences sœurs sur le LHC - ATLAS et CMS –Ce qu’elles n'ont jusqu'à présent pas réussi à le faire .
En plus de son objectif principal , NA62 sera également à la recherche des preuves de « violation de la saveur " par la recherche de kaons qui se désintègrent à des états finaux qui ne peuvent pas se produire dans le Modèle Standard . La collaboration aura également afaire une comparaison très précise des processus de désintégration de deux kaons similaires –l’ un en un électron et neutrino et l'autre en un muon et neutrino . Le rapport des taux de ces deux processus de décomposition est sensible à une physique au-delà du modèle standard.
" Après des années de construction tout vient en même temps , le logiciel viendra en même tempset les étudiants obtiendront le bon programme de physique et bientôt nous serons prêts à poser nos questions à la nature », affirme Augusto Ceccucci du CERN qui est porte-parole de NA62 .
Dans la vidéo ci-dessus , Ceccucci et trois collègues parlent de la physique de NA62 et comment l'expérience a été conçue et construite .
Une année de nouvelles start-ups
En plus de NA62 , de nombreux autres projets seront également en phase de démarrage au CERN cette année . Ils comprennent de nouvelles expériences qui étudient les propriétés de l'antimatière , qui seront toutes deux obtenues en exploitant le décélérateur d'antiprotons ( AD ) du CERN existant. Cette installation envoiedes protons du synchrotron à protons dans un bloc de métal pour créer des antiprotons de haute énergie , qui sont ensuite ralentis avant d'être utilisés . Les antiprotons du CERN doivent être disponibles une fois de plus le 1er Août et les quatre expériences existantes de l'annonce - ACE , ALPHA , ASACUSA et ATRAP - sont toutes prêtes à devoir en faire usage .
Une des nouvelles expériences annoncée est AEGIS , qui est la première conçue spécifiquement pour mesurer l'attraction gravitationnelle de la Terre sur l'antimatière . Cela sera fait en mesurant la distance verticale d'un faisceau d'atomes d'anti hydrogène quitombe tandis qu’il il parcourt une distance horizontale . Découvrir même la plus petite des différences entre le comportement gravitationnel de la matière et de l'antimatière pourrait éclaircir les mystères tels que ceux de la raison pour laquelle il y a si peu d'antimatière dans l’univers . Mais la création d' anti hydrogène , qui se compose d' un antiproton et d'un positon , n'est pas une mince affaire et l'équipe AEGIS passera le plus clair de son temps en 2014 àpeaufiner son générateur d'anti hydrogène et son faisceau de création .
Mener pour la première fois à l' AD décélérateur il y aura une expérience antiproton appelé BASE , qui visera à rendre la mesure la plus précise jamais faite du moment magnétique de l'antiproton . En piégeant un seul antiproton en utilisant des champs magnétiques et électriques , les physiciens de BASE visent à améliorer la valeur expérimentale actuelle du moment magnétique par plusieurs ordres de grandeur . En faisant les mêmes mesures sur les protons , BASE pourrait révéler une infime différence entre les valeurs de leurs moments magnétiques . Une telle différence impliquerait que la symétrie CPT - une symétrie fondamentale de la nature pour autant que nous le savons - soitviolée , ce qui amènerait àla physique au-delà du modèle standard.
Pendant ce temps , sur le Super Synchrotron à protons du CERN , des expériences existantes, telles que celles de l'appareil » Muon commun et Proton pour la structure et la spectroscopie » ( COMPASS) seront opérationnelles en 2014.
À propos de l'auteur :Hamish Johnston est l'éditeur du physicsworld.com
MON COMMENTAIRE / POUR UNE FOIS JE RAPPELLE AUX NON PHYSICIENS LE SENS D UN ECART TYPE EN PHYSIQUE DES PARTICULES : L'écart type en statistiques sert à mesurer la dispersion d'un ensemble de données En sciences, il est fréquent de considérer que les valeurs se répartissent selon une courbe de Gauss :si la moyenne est m et l'écart type est sigma , alors un résultat est considéré comme significatif par l'obtention de 5 sigmas autour de m , cela représentant une probabilité d'erreur inférieure à 0,00003 % (niveau de confiance de plus de 99.99997%). Entre -4 et +4sigmaon n’atteint que 0 ,999 …..
La majorité des physiciens doute de laSUPERSYMETRIE ET DE SES SUPER PARTICULES …Tout le monde attend le développement des super collisions pour vérifier si l’on voit quelque chosequi pourrait s’ y rapporter .Je me doute de la déconvenue généralesi on n’ y arrive pas !
Les expériences 2014 mentionnées ci-dessus restent dans le modèle standard ou à la marge et ne vaudraient pas un dixième de Nobel a leurs auteurs à moins que...... !