Le LHC est l’accélérateur de particules le plus grand et le plus puissant du monde. Il a démarré le 10 septembre 2008 et est le dernier maillon du complexe d’accélérateurs du CERN. Il consiste en un anneau de 27 kilomètres de circonférence formé d’aimants supraconducteurs et de structures accélératrices qui augmentent l’énergie des particules qui y circulent.

La formule est la représentation mathématique du modèle standard de la physique des particules, la théorie qui décrit les particules élémentaires et les forces qui les unissent.

Pour en savoir plus sur le LHC.

Les différents détecteurs:

ATLAS

ATLAS est l’un des deux détecteurs polyvalents du Grand collisionneur de hadrons (LHC). Il étudie des domaines de physique très variés, de la recherche du boson de Higgs aux dimensions supplémentaires de l’espace-temps, en passant par les particules qui pourraient former la matière noire.

Les faisceaux de particules du LHC entrent en collision au centre du détecteur ATLAS. Les débris de collision ainsi produits forment de nouvelles particules, qui émergent du point de collision dans toutes les directions. Six sous-systèmes de détection différents disposés en couches autour du point de collision enregistrent la trajectoire, l’impulsion et l’énergie des particules, ce qui permet d'identifier chacune d'elles. Un énorme système d’aimants permet d’incurver la trajectoire des particules et, ainsi, de mesurer leur impulsion.

Pour en savoir plus sur ATLAS.

ALICE

ALICE (A Large Ion Collider Experiment) est un détecteur spécialisé dans la physique des ions lourds installé sur l’anneau du Grand collisionneur de hadrons (LHC). Il a été conçu pour étudier les propriétés physiques de la matière soumise à l’interaction forte, à des densités d’énergie extrêmes auxquelles une phase de la matière appelée plasma quarks-gluons se forme.

Pour en savoir plus sur ALICE.

LHCb

L’expérience LHCb (Large Hadron Collider beauty) explore les légères différences qui existent entre matière et antimatière grâce à l’étude d’un type de particule appelé « quark beauté » ou « quark b ».

Au lieu d’utiliser un détecteur fermé au niveau du point de collision, tel que ceux d’ATLAS et de CMS, l’expérience LHCb a recours à plusieurs sous-détecteurs conçus pour observer principalement les particules émises « à petits angles », vers l’avant, dans le sens du faisceau.  Le premier sous-détecteur est placé à proximité du point de collision ; les autres se suivent sur une longueur de 20 mètres.

"LHCb nous permettrera de comprendre pourquoi nous vivons dans un Univers qui semble être constitué de matière, sans aucune présence d’antimatière"

Pour en savoir plus sur LHCb.

CMS

Le Solénoïde compact pour muons (CMS) est un détecteur polyvalent installé sur l’anneau du LHC. Il a été conçu pour explorer un large éventail de domaines de la physique, allant de la recherche du boson de Higgs à celle d’autres dimensions, en passant par la quête des particules qui pourraient constituer la matière noire. Bien que ses buts scientifiques soient les mêmes que ceux de l’expérience ATLAS, la collaboration CMS a opté pour d’autres solutions techniques et un système magnétique de conception différente.

Le détecteur CMS est construit autour d’un énorme aimant solénoïde, qui se présente sous la forme d’une bobine cylindrique supraconductrice générant un champ magnétique de 4 teslas, soit environ 100 000 fois le champ magnétique terrestre. Le champ magnétique créé est confiné par une « culasse » d’acier, qui constitue la pièce la plus lourde de ce détecteur de 14 000 tonnes.

Pour en savoir plus sur CMS.

LHC dipole magnétique

Le Grand collisionneur de hadrons (LHC) fonctionne actuellement à une énergie de 6,5 TeV par faisceau. À cette énergie, les milliers de milliards de particules parcourent les 27 km de tunnel du collisionneur 11 245 fois par seconde. Avant d’atteindre le LHC, les particules sont accélérées dans une série d’accélérateurs linéaires et circulaires reliés entre eux. Dès qu’elles atteignent l’énergie maximale produite par l’un de ces accélérateurs, elles sont injectées dans l’accélérateur suivant. Laissées à elles-mêmes, les particules se disperseraient et poursuivraient leur trajectoire en ligne droite. Ainsi, 50 aimants différents sont nécessaires pour les maintenir le long de trajectoires complexes, sans perte d’énergie.

Pour en savoir plus sur les dipoles magnétiques du LHC.