Le Large Hadron Collider : la frontière de la Physique des Particules

Le Large Hadron Collider : la frontière de la
Physique des Particules
Lorenzo Feligioni

Histoire des Particules Elémentaires :
des découvertes étalées sur un siècle
–1898 : Découverte de l’électron
par J.J. Thomson : la première
particule
–1919 : Découverte du proton
(E. Rutherford)
–1923 : Découverte de l’effet
Compton (les électrons et les
photons peuvent interagir, les
photons sont des particules)
–1931 : Découverte du positron
(C.D. Anderson)
J. J. Thompson
Découverte de l’électron

–1932-1940 : Découvertes du
neutron, du muon et du pion.
–1953 : Découverte du neutrino
électronique (Reines et Cowan)
–1960-1970 : Découverte de
centaines de particules,
réinterprétées plus tard comme
des assemblages de quarks
–1974 : Découverte d’un
nouveau quark (c: résonance
J/Psi)
–1976 : Découverte de la
résonance ϒ (quark b), et d’une
nouvelle famille de quarks.
Les pions nouvelles particules
dans les rayons cosmiques
Découverte de la résonance ϒ
Histoire des Particules Elémentaires :
des découvertes étalées sur un siècle

Organisation Europeenne pour la recherche nucleaire
•1954 : les Européens s'unissent pour la
science fondamentale
•1957 : le premier accélérateur est mis
en service
–Le Synchrocyclotron (SC) de 600 MeV,
construit en 1957, est le premier
accélérateur du CERN.
•1971 : le premier collisionneur proton–
proton
•1973 : les courants neutres sont révélés.
•1979 : conversion du Supersynchrotron
à protons en collisionneur proton–
antiproton a 540 GeV.
•1983 : les particules W et Z sont
découvertes
Désintégration d'un Z0 en un électron et un
positon.
Découverte de courants neutres dans la
chambre à bulles Gargamelle

Pourquoi monter en énergie ?
•Historiquement, l'exploration de
nouveaux domaines d'énergie a souvent
mené à de nouvelles découvertes.
–Pour avoir accès à des échelles de
longueur de plus en plus petites
•P=10 keV/c λ=0.1 nm structure de l’atome
•P=1 GeV/c λ=1 fm structure du noyau
•P=100 GeV/c λ=0.01 fm structure du nucléon
–Pour pouvoir créer des particules lourdes,
donc très instables
Principe des collisions
E=mc2