La bosse di-photon au LHC : nouvelles de la

La bosse di-photon au LHC : nouvelles de la fronti`ere
´energie (m´esocentre CIMENT)
Jan Stark∗1
1LPSC – Universit´e Joseph Fourier – France
R´esum´e
Le grand collisionneur de hadrons, Large Hadron Collider (LHC) en anglais, est le plus
puissant acc´el´erateur de particules au monde. Il a ´et´e mis en fonction en 2008 au si`ege
de l’organisation europ´eenne pour la recherche nucl´eaire (CERN) pr`es de Gen`eve en Su-
isse. Pour des raisons techniques et pendant ses premi`eres ann´ees d’op´eration, l’´energie des
faisceaux de particules dans le LHC ´etait limit´ee `a environ la moiti´e de l’´energie qui ´etait
initialement pr´evue. Cette premi`ere phase d’op´eration a n´eanmoins permis la d´ecouverte
d’une nouvelle particule, le boson de Higgs, en 2012.
Grˆace `a des am´eliorations techniques qui ont ´et´e mises en place apr`es la d´ecouverte du
boson de Higgs, le LHC a vu une augmentation tr`es importante de l’´energie des faisceaux
de particules. En effet, depuis 2015 le LHC op`ere `a des ´energies qui sont tr`es proches de
l’´energie initialement pr´evue.
Les collisions de particules tr`es ´energ´etiques qui sont produites dans le LHC nous permet-
tent d’explorer les lois fondamentaux de la physique dans un r´egime en ´energie ´elev´ee qui
n’a jamais ´et´e accessible auparavant. Dit dans
le jargon de la physique fondamentale, le LHC est < < `a la fronti`ere en ´energie > > (< < en-
ergy frontier > > en anglais). De nombreuses th´eories pr´edisent l’apparition de nouveaux
ph´enom`enes dans ce r´egime d’´energie. Ces ph´enom`enes
peuvent, p.ex., se manifester par la production de nouvelles particules tr`es massives qui n’ont
pas ´et´e observ´ees jusqu’`a pr´esent.
Dans cette pr´esentation, nous n’allons pas tenter l’exercice de d´ecrire l’ensemble du pro-
gramme de recherche des exp´eriences aupr`es du LHC. Nous allons choisir une ´etude typique
et la discuter plus en d´etail et de fa¸con accessible aux non-experts. L’exemple choisi est la
recherche de nouvelles particules massives qui se d´esint`egrent en deux photons. Les r´esultats
de cette ´etude ont r´ecemment suscit´e un grand int´erˆet dans la communaut´e des physiciens
th´eoriciens. Un article dans la revue populaire Science & Vie (mai 2016) ainsi que la cou-
verture de cette revue t´emoignent de cet int´erˆet. Le m´esocentre grenoblois CIMENT a jou´e
un rˆole cl´e dans la pr´ediction du bruit de fond attendu dans cette recherche de nouvelles
particules, et a ainsi permis de comparer pr´ecis´ement les donn´ees r´eelles `a la th´eorie.
∗Intervenant
sciencesconf.org:equipameso2016:125959