Le rap du LHC, traduction et commentaire Ce RAP parodique, oeuvre de Kate McAlpine, est un vrai bonheur, en même temps qu’un exercice de vulgarisation très concis. Je vous propose une traduction en français pour les nonanglophones, accompagnée de petites explications scientifiques … (vous me pardonnerez les petits changements pour les rimes) Twenty-seven kilometres of tunnel under ground Designed with mind to send protons around A circle that crosses through Switzerland and France Sixty nations contribute to scientific advance Two beams of protons swing round, through the ring they ride ‘Til in the hearts of the detectors, they’re made to collide And all that energy packed in such a tiny bit of room Becomes mass, particles created from the vacuum And then… 27 kilomètres de tunnels profonds construits pour faire tourner des protons en rond Un anneau traversant la Suisse et la France 60 nations contribuent pour l’avancée de la science 2 faisceaux de protons autour de l’anneau fonçant au coeur des détecteurs, ils se rentrent dedans Et toute cette énergie concentrée dans l’espace temps Devient de la masse, sortant du néant Et alors … Après les présentations d’usage du nouveau-né et les félicitations aux 60 parents, AlpineKat annonce le principe de l’accélérateur de particules : accélérer au maximum des protons pour les faire se rencontrer dans un gigantesque anneau afin d’engendrer une progéniture originale, de nouvelles particules. Comme je l’expliquais dans le billet précédent, en vertu d’une généralisation de la fameuse relation entre masse et énergie que vous connaissez tous, E=mc 2, la masse, c’est de l’énergie, et l’énergie, c’est de la masse: en concentrant l’énergie cinétique des protons accélérés, on espère convertir cette énergie en masse et créer ex nihilo de nouvelles particules toujours plus exotiques … Refrain LHCb sees where the antimatter’s gone ALICE looks at collisions of lead ions CMS and ATLAS are two of a kind They’re looking for whatever new particles they can find. The LHC accelerates the protons and the lead And the things that it discovers will rock you in the head. LHCb cherche où l’antimatière est passée ALICE regarde les collisions d’ions plombés CMS et ATLAS ont le même boulot ils cherchent les nouvelles particules émergeant du lot Le LHC accélère le plomb et les protons ses découvertes dans la tête vous trotteront … Le refrain présente les 4 détecteurs placés dans le LHC : - LHCb est un détecteur qui va essayer de voir s’il y a une asymétrie entre matière et antimatière dans une réaction sur un type de quarks, les quarks “bas” (d’où le b, qui signifie aussi “beauté”). Plus de détails dans un couplet plus bas. - ALICE est une expérience de collision d’ions plomb. On espère qu’en faisant s’entrechoquer des ions plomb, on va parvenir à plus ou moins les réduire en bouillie et à créer ainsi une espèce de soupe de quarks et de gluons, similaire à ce que devait être l’univers juste après le big-bang. - CMS et ATLAS sont des détecteurs de particules plus “standards”. On espère y détecter de nouvelles particules, comme le boson de Higgs, ainsi que des particules supersymétriques… We see asteroids and planets, stars galore We know a black hole resides at each galaxy’s core But even all that matter cannot explain What holds all these stars together – something else remains This dark matter interacts only through gravity And how do you catch a particle there’s no way to see Take it back to the conservation of energy And the particles appear, clear as can be You see particles flying, in jets they spray But you notice there ain’t nothin’, goin’ the other way You say, “My law has just been violated – it don’t make sense! There’s gotta be another particle to make this balance.” And it might be dark matter, and for first Time we catch a glimpse of what must fill most of the known ‘Verse. Because… Astéroides, planètes, étoiles à l’infini des trous noirs cachés au coeur des galaxies Mais impossible de comprendre avec toute cette matière ce qui retient les étoiles ensemble, il y a un autre truc derrière La matière noire interagit uniquement par la gravité Mais comment détecter une particule qu’on ne peut pas regarder ? Considérons alors l’énergie qui doit être conservée et voilà la particule très clairement qui apparaît On voit des gerbes de particules jaillissant de tous les côtés Mais on s’aperçoit qu’on ne voit rien dans la direction opposée Vous vous dites “Ma loi est violée, cela n’a pas de sens Il y a forcément une particule équilibrant la balance” C’est ptêt bien de la matière noire, et c’est une première détection de ce qui remplit la plus grande partie d’l’univers Pace que …(refrain) La matière noire est peut-être le plus grand mystère de la physique actuelle. Matthieu nous en avait parlé il y a quelques mois : les observations des mouvements des galaxies ne sont pas compatibles avec ce que l’on voit à l’oeil nu. Tout se passe comme si l’univers était beaucoup plus lourd qu’il n’en a l’air (en fait 20 fois plus lourd). On pense que le vide n’est pas si vide que ça, et qu’il y a une forme de matière, encore inconnue, qui est là, autour de nous, mais qu’on ne peut pas voir, bien qu’on ressente les effets de sa gravité. AlpineKat nous explique comment on compte la détecter : imaginons qu’on arrive à produire de la matière noire dans le LHC au cours de certaines collisions. En physique, il y a des lois de conservation. Par exemple, lors d’une réaction chimique, le nombre d’atomes de chaque type est conservé, c’est le fameux “rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme” de Lavoisier. La même chose se passe avec les particules; les lois de conservation sont juste un peu plus compliquées car l’énergie peut se convertir en masse et lycée de Versailles. A la fin, on fera les comptes, ajoutera énergies, impulsions, masses … des particules détectées sachant ce qui doit être conservé. Si tout d’un coup, on s’aperçoit que quelque chose manque dans le compte, ce sera peut-être cette matière invisible qui sera la masse manquante … Antimatter is sort of like matter’s evil twin Because except for charge and handedness of spin They’re the same for a particle and its anti-self But you can’t store an antiparticle on any shelf Cuz when it meets its normal twin, they both annihilate Matter turns to energy and then it dissipates When matter is created from energy Which is exactly what they’ll do in the LHC You get matter and antimatter in equal parts And they try to take that back to when the universe starts The Big Bang – back when the matter all exploded But the amount of antimatter was somehow eroded Because when we look around we see that matter abounds But antimatter’s nowhere to be found. That’s why… De la matière l’antimatière est le jumeau maléfique à part la charge et l’orientation du spin quantique Entre une particule et son anti-soi tout est identique Mais stocker l’antimatière est un peu problématique si les jumeaux se rencontrent c’est la panique la matière devient énergie et il reste bernique Quand la matière est engendrée par de l’énergie précisément ce qu’on fait ici au LHC on produit autant de matière que d’antimatière tout comme au début de l’univers le big-bang, quand toute la matière a explosé mais depuis la quantité d’antimatière a diminué car quand on regarde aujourd’hui, la matière on en a plein alors que l’antimatière, on n’en voit point Lorsque l’énergie se convertit en matière, on devrait théoriquement produire autant de matière que d’antimatière. Si on remonte au big-bang, il y a quinze milliards d’années, on n’avait essentiellement que de l’énergie, qui s’est ensuite convertie en particules de matière et d’antimatière. Mais aujourd’hui, en regardant autour de nous, on ne voit que de la matière (si on avait de l’antimatière, elle s’annihilerait aussitôt avec la matière pour redonner de l’énergie). C’est l’un des autres mystères de la physique : pourquoi y a-t-il plus de matière que d’antimatière dans l’univers ? On pense en fait qu’il y a peut-être en réalité une asymétrie dans les lois de la physique entre matière et antimatière, au bénéfice de la matière. On espère pouvoir la détecter dans le LHCb en étudiant les interactions entre quarks et antiquarks b. The Higgs Boson – that’s the one that everybody talks about. And it’s the one sure thing that this machine will sort out If the Higgs exists, they ought to see it right away And if it doesn’t, then the scientists will finally say “There is no Higgs! We need new physics to account for why Things have mass. Something in our Standard Model went awry.” But the Higgs – I still haven’t said just what it does They suppose that particles have mass because There is this Higgs field that extends through all space And some particles slow down while other particles race Straight through like the photon – it has no mass But something heavy like the top quark, it’s draggin’ its *** And the Higgs is a boson that carries a force And makes particles take orders from the field that is its source. They’ll detect it…. Le boson de Higgs, celui dont tout le monde parle on va savoir avec notre machine infernale si le Higgs existe, on va le voir sur le champ s’il n’existe pas, les scientifiques diront finalement ” y’a pas de Higgs il faut une nouvelle physique inventer la masse existe, c’est que le modèle standard est incomplet” Mais ce Higgs, je n’ai pas dit ce qu’il faisait Si les particules ont une masse, c’est dû à l’effet du champ de Higgs, qui baigne tout l’espace certaines particules sont prises dedans, tandis que d’autres tracent tout droit, comme le photon qui n’a pas de masse, vu ? mais un truc lourd comme le quark top, il faut qu’il traîne son gros c** Le Higgs est un boson, particule élémentaire dirigeant les particules évoluant dans son champ scalaire (dur dur à traduire celui-ci …) Le Higgs est la future star du LHC. En fait, ce serait presque décevant si on le détectait : cela signifierait que le modèle standard est juste, qu’on a tout compris à cette échelle (et on aurait du mal à justifier l’investissement pour des accélérateurs de particules encore plus gros : il vaut mieux en effet produire des résultats nouveaux et surprenants, quitte à ce qu’ils contredisent la théorie existante ). Mais le Higgs, kesaco ? Un peu dur d’expliquer une équation sans maths. L’hypothèse est qu’il existe ce qu’on appelle un “champ de Higgs”. Imaginez qu’une espèce de mélasse emplit tout l’univers. Cette mélasse empêche les objets “d’avancer” : d’un point de vue effectif, c’est ce qui expliquerait leur masse. Certaines particules n’interagiraient pas avec ce champ, comme le photon, qui n’a donc pas de masse. Le boson de Higgs, c’est une espèce d’excitation de ce champ, un peu comme un grumeau de mélasse à l’intérieur même de la mélasse. Now some of you may think that gravity is strong Cuz when you fall off your bicycle it don’t take long Until you hit the earth, and you say, “Dang, that hurt!” But if you think that force is powerful, you’re wrong. You see, gravity – it’s weaker than Weak And the reason why is something many scientists seek They think about dimensions – we just live in three But maybe there are some others that are too small to see It’s into these dimensions that gravity extends Which makes it seem weaker, here on our end. And these dimensions are “rolled up” – curled so tight That they don’t affect you in your day to day life But if you were as tiny as a graviton You could enter these dimensions and go wandering on And they’d find you… Vous pensez peut-être que la gravité est trop intense parce qu’en quelques secondes quand vous tombez de vélo, vous heurtez rapidement le sol, criant “ouah, ça fait bobo” Mais penser que cette force est puissante n’a pas de sens En fait la gravité est faible, plus faible que rachitique a raison est mystérieuse, cherchée par les scientifiques Ils pensent aux dimensions, nous en comptons trois Mais il y en a peut-être d’autres plus petites qu’on ne voit pas La gravité se dilue dans ces dimensions supplémentaires Ce qui la rend si faible à l’échelle de la Terre Ces dimensions sont si enroulées, courbées intensément qu’on ne les peut pas les voir dans notre vie quotidiennement Mais si vous étiez aussi petit qu’un graviton vous pourriez entrer et explorer ces mystérieuses dimensions Et elles vous trouveraient … On touche là les limites de la physique théorique. La gravité est en effet la force fondamentale la plus faible des quatre forces élémentaires, responsables de toutes les interactions de l’univers : 38 ordres de grandeurs plus faible que l’interaction forte. C’est très étrange : on a de bonnes raisons de penser que toutes ces forces ne sont en fait qu’une facette d’une seule et même force. On a déjà réussi à unifier 3 des 4 forces élémentaires; seule la gravité n’a pas pu être incluse pour l’instant dans une théorie de grande unification. Cela nécessitera une théorie de gravitation quantique, permettant d’unifier les deux grandes théories du XXième siècle : la relativité générale et la mécanique quantique. Pour expliquer la faiblesse de la gravité à notre échelle, on est obligé de recourir dans le formalisme à ces notions de dimensions “enroulées”, si petites qu’on ne les sent pas à notre échelle, mais qui jouent un rôle dans les équations. Avec le LHC, on va explorer des échelles énergétiques très grandes, plus proches des échelles d’énergie où les 4 forces n’en font en fait qu’une, ce qui devrait donner des indices sur la nature de la gravité … Edit : je m’aperçois après coup qu’il y avait déjà une traduction en français … Tant pis, je me suis bien amusé à trouver la mienne Traduction sur http://www.citesciences.fr/francais/ala_cite/science_actualites/sitesactu/question_actu.php?langue=fr&id_arti cle=10463&id_mag=0 http://tomroud.com/2008/09/11/le-rap-du-lhc-traduction-et-commentaire/ BONUS : la traduction française Vingt-sept kilomètres de tunnel souterrain conçu pour envoyer des protons au sein d'un cercle qui traverse la Suisse et la France. Soixante nations contribuent à ce boum de la science. Deux rayons de protons tournent en rond, jusqu'à atteindre des détecteurs et entrer en collision. Et toute cette énergie confinée un instant se change en particules massives issues du néant Et alors… LHCb voit où l'antimatière se fond ALICE regarde des collisions d'ions de plomb CMS et ATLAS sont toutes deux d'un même cru Ils tentent de trouver des particules inconnues Le LHC accélère les protons et le plomb Et les choses qu'il découvre vont vous secouer le citron. Nous voyons des astéroïdes, des planètes, des étoiles à gogo. Nous savons qu'un trou noir occupe, des galaxies, le noyau. Mais même toute cette matière ne peut pas expliquer c'qui maintient ce système. Une chose doit manquer. La matière noire interagit seulement par gravité. Comment attraper une particule qu'on ne peut détecter ! Revenons à la conservation de l'énergie. Les particules apparaissent, aussi clairement que je le dis. Tu vois des particules voler qui se pulvérisent en jets mais tu notes qu'il n'y a rien qui sort de cet essai. Tu dis : « Ma loi est violée, tout ça n'a aucun sens ! Il faut une nouvelle particule pour rétablir la balance ! » Ce doit être la matière noire et ça, c'est une première, nous apercevons enfin c'qui doit remplir l'univers. Parce que... REFRAIN L'antimatière est un négatif de la matière. Car sauf pour la charge et certains caractères, ce sont les mêmes : une particule et son "anti-elle". Mais impossible de stocker une antiparticule dans la même parcelle, car quand l'une rencontre sa jumelle, elles s'annihilent toutes deux : la matière devient énergie et se dissipe sous peu. Quand, de l'énergie, la matière est créée, – c'est ce qu'ils feront au LHC – , Tu auras en parts égales antimatière et matière Exactement comme à la naissance de l'Univers : le Big Bang, quand la matière a explosé et que l'antimatière s'est érodée. Car, alentours, si la matière prolifère Nulle part, on ne trouve de l'antimatière. C'est pourquoi… REFRAIN Le boson de Higgs, celui dont tout le monde parle, va être démystifié par notre arsenal. Car si le Higgs existe, les scientifiques le verront. Et si ce n'est pas le cas, ils concluront : « Il n'y a pas de Higgs ! Faut une autre physique pour expliquer pourquoi Les choses ont une masse. Quelque chose dans le modèle standard ne colle pas. » Mais le Higgs - j'ai pas dit ce qu'il fait. Les particules ont une masse tout ça parce qu'en fait Ce champ de Higgs s'étendrait partout dans l'espace Et que des particules ralentissent alors que d'autres, en face, Continuent tout droit comme un photon – il n'a pas de masse. Mais quelque chose de lourd comme un quark top, il traîne son *** ! Et le Higgs est un boson qui porte une force Qui forcent les particules à répondre à son champ de force. Ils le détecteront. REFRAIN Aujourd'hui, vous croyez que la gravité n'est pas fébrile Parce qu'en tombant d'un vélo, trop peu de temps défile En touchant le sol, vous vous dites : « Quel mauvais sort ! » Mais si vous pensez que cette force est puissante, alors vous avez tort : La gravité est plus faible que faible, en vérité Voilà pourquoi, les scientifiques ont du mal à la trouver. Ils pensent aux dimensions ; nous vivons dans trois Mais peut-être qu'il y en a d'autres, trop petites pour que tu les voies C'est dans ces dimensions que la gravité s'étend, Ce qui la rendrait plus faible, ceci se comprend. Et ces dimensions sont enroulées, roulées si serrées Qu'elles ne vous affectent pas tout au long de la journée. Mais si vous étiez aussi petit qu'un graviton, Vous pourriez, entrer, pénétrer ces dimensions, Et ils vous trouveraient… REFRAIN