Africa-Press – Senegal. Le LHC, connu pour ses expériences sur le boson de Higgs et sa recherche active de la matière noire, est le lieu de recherches impliquant la collision d’atomes lourds pour étudier des états de la matière propres aux premiers instants de l’Univers.
Recréer les premiers instants de l’Univers
L’utilisation de faisceaux de noyaux de plomb permet d’étudier un état très particulier de la matière, le plasma de quarks et de gluons.
Dans cet état, les protons et les neutrons (constituants des noyaux atomiques) se retrouvent brisés en particules encore plus petites que sont les quarks et les gluons, qui forment un fluide avant de refroidir et de se combiner pour reformer des hadrons (catégorie de particules à laquelle appartiennent les protons et les neutrons).
Cet état de la matière est celui de l’Univers dans ses premiers instants, avant même l’émission du fonds diffus cosmologique, sorte de rayonnement fossile de la genèse de l’Univers. Mieux comprendre le plasma quarks-gluons permettrait donc de mieux comprendre le comportement de l’interaction forte mais aussi les premiers instants de l’Univers.
Le réveil du LHC
Après cinq années de pause, le CERN (Centre européen d’étude nucléaire) relance les faisceaux de plomb au LHC. C’est l’expérience ALICE (“A Large Ion Collider Experiment”) qui est, depuis son autorisation en 1997, spécialisée dans l’étude du plasma quarks-gluons.
Elle effectue ses premières mesures en 2010, avec le premier faisceau d’atomes de plombs réalisé par le LHC. Fin 2018, l’entièreté du LHC se met en pause longue afin d’améliorer les dispositifs essentiels et entre autres d’augmenter l’énergie des faisceaux.
C’est le 5 juillet 2022 que le LHC redémarre en utilisant des faisceaux de proton, il faudra attendre le 26 septembre 2023 pour le retour des faisceaux d’atomes lourds, pour une période de cinq semaines.
Un retour de taille
Lors de ces cinq semaines de collisions entre atomes de plombs, le détecteur ALICE a enregistré environ 12 milliards d’événements, soit une moyenne d’environ 4.000 collisions par seconde.
Ces collisions représentent 40 fois plus d’événements enregistrés que sur l’ensemble de la période de 2010 à 2018. Ce nombre gargantuesque de collisions représente une montagne d’informations qui sera étudiée par les chercheurs.
Les capteurs génèrent 770 gigaoctets par seconde (pour comparaison un film en haute qualité représente quelques dizaines de gigaoctets). Ce débit d’informations est réduit à 170 gigaoctets par seconde à l’aide d’une myriade de processeurs (2800 GPUs et 50.000 CPUs).
Ce retour, marqué par une augmentation de l’énergie du faisceau et une multiplication par 40 du nombre de collisions enregistrées, laisse présager une meilleure compréhension des premiers instants de l’Univers.
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