Cellules cancéreuse

Le dossier

Cette semaine, dossier de Franck sur le cancer ! Les mécanismes pathologiques de la maladie, les modifications génétiques qui l’entraînent. Et aussi: quelles sont les propriétés des cancérogènes, comment les détecte-t-on ?

Les News

Cette semaine on a parlé du Boson de Higgs, dont l’existence a été probablement confirmée cette semaine. Plus d’infos à la fin de notre épisode.

La quote de la semaine

 L’art est fait pour troubler, la science rassure.

Georges Braque. (Merci à Xavier Durussel pour la quote)

L’illustration de Nico, pour la circonstance

Cliquez sur l'image pour accéder au dossier

Le chat

Voici ce qui se disait dans la chatroom pendant le live:

<Alan> Salut tout le monde :)
<Alan> On démarre dans une minute
* Giss (82.244.46.57) nous a rejoint #testPS
* STATUS: Absent
-
<Taupo> aussi infections virales
<Taupo> Il n’y a pas que les cellules souches qui se divisent
<Taupo> Mais ce sont elles qui donnent plusieurs types cellulaires
* Giss (82.244.46.57) Quitter
<Taupo> mort cellulaire programmée
<Taupo> à différencier de la nécrose
<Taupo> mort accidentelle
<Taupo> genre la cellule expllose
<Taupo> par choc
<Taupo> osmotique
<Taupo> pour la première fois je remarque que Malin
<Taupo> c’est une référence au démon, non?
* STATUS: Online
-
<Alan> yep, je pense, oui
<Alan> le cancer, c’est le diab’
<Taupo> ouais en fait, c’est le mal
<Taupo> étym. malignitet v. 1120 ◊ latin malignitas → malin
<Alan> donc diable CQFD
<Taupo> Dolly avait d’ailleurs des cellules avec des télomères non régénérés
<Taupo> et donc vieille avant l’heure
<Taupo> oui
<Taupo> Elle avait des symptomes de vieillesse ci
<Taupo> si
<Taupo> La progeria
<Alan> @Pierre: on a une dizaine de secondes entre la conversation et la diffusion en live
<Alan> Franck est parfois déjà passé à autres chose quand tu interviens
<Alan> du coup, j’interromps pas à chaque fois
<Taupo> C’est pas grave
<Alan> :)
<Taupo> Non mais c’est dans le flot on s’en fout
<Alan> yep :)
<Cyril> il faut une vieille dame
<Cyril> pour l’entretien d’un jeunehomme
* STATUS: Absent
-
<Taupo> D’ailleurs souvent, il y a une sélection darwinienne, au sein des cellules cancéreuses, des cellules aux mutations favorisant une instabilité génomique
* STATUS: Online
-
<Alan> càd, du coup, les cellules mutées sont les mieux adaptées dans cet environnement particulier?
<Taupo> Car plus de mutations = plus de chance que les mutations générant les 6 critères (angiogenèse, prolifération, etc…)
<Taupo> émergent
<Taupo> Pour donner un indice de l’importance de p53
<Taupo> 59722 articles publiés sur p53 à ce jour
* moud (88.186.165.192) nous a rejoint #testPS
<moud> bonsoir ;)
<Alan> salut moud, bienvenue!
<Cyril> coucou
<moud> merci
* moud (88.186.165.192) Quitter
<Taupo> A partir du moment où il y a mutation, sélection et reproduction, on est dans le cadre de l’évolution darwinienne
<Taupo> Ces cellules peuvent être considérés comme des organismes
<Taupo> d’une certaine manière
* STATUS: Absent
-
<Taupo> D’ailleurs il existe un cancer des cellules des testicules du chien qui sont transmissibles
<Taupo> et génèrent de nouvelles tumeurs transmissibles
* STATUS: Online
-
<Alan> pov’bêtes!
<Taupo> une sorte de nouvel organisme au final
<Taupo> unicellulaire
<Taupo> mais pourtant au génome proche de celui du chien
<Alan> et du coup pas détecté par le système immunitaire…
<Taupo> http://en.wikipedia.org/wiki/Canine_transmissible_venereal_tumor
<Taupo> Pareil pour le cancer facial du diable de tasmanie
<Taupo> (un comble : un diable atteint d’une tumeur maligne)
<Taupo> transmis pendant les combat entre mâles
<Taupo> http://en.wikipedia.org/wiki/Devil_facial_tumor_disease
<Alan> c’est un peu con quand même…. Du coup, ils sont en train de disparaître complètement, non?
<Alan> en tant qu’espèce, je veux dire
<Taupo> oui
<Taupo> C’est une maladie très grave
<Taupo> Et comme ce sont des animaux très violents
<Taupo> surtout pendant la période de rut
<Taupo> toutes interventions a nécessairement un impact sur la reproduction…
<Taupo> Aïe
<Cyril> Pas cool, ca…
<Taupo> ah!
<Cyril> on a eu une toux la non?
<Taupo> Il est revenu?
<Cyril> c’est bien ca :)
<Cyril> a priori, enfin si ca vous dit :)
<Taupo> C’est pas grave
<Taupo> C’est pas le moment de louffer quoi
<Cyril> On est la, on écoute, si y a es petites annonces c’est le moment
<Cyril> des*
<Taupo> Et par téléphone c’est possible ou pas?
* STATUS: Absent
-
* STATUS: Online
-
<Alan> haha, j’avais pas vu. Les grands esprits se rencontrent, vive le téléphone!
* Franck (78.251.200.65) Quitter
<Taupo> cancérogène mais non génotoxique
<Taupo> Ca doit être une question d’épigénétique, de régulation génétique, non?
<Taupo> J’arrive pas à entendre
<Taupo> Huile de Croton???
<Taupo> Proton?
<Alan> sérieux?
<Alan> croton ;)
<Taupo> Enfin si
<Taupo> ah
<Taupo> connais pas
<Alan> aucune idée de ce que c’est
<Alan> enfin, le croton est une plante. Mais son huile?
<Taupo> http://www.huiles-essentielles.pro/huile-essentielle-croton-geayi.html
<Taupo> ???
<Alan> wooow!
<Alan> “Suivez à la lettre les prescriptions de votre naturopathe pour ce dernier mode d’application. “
<Taupo> http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2073694/
* STATUS: Absent
-
<Taupo> Bon l’article est de 1955
<Taupo> Et je vois pas de mises en garde outre mesure
<Taupo> Du coup avant d’aller brûler des naturopathes
<Taupo> faudrait confirmation
<Taupo> voila
<Taupo> J’avoue
<Taupo> Le cancer du colon des ramoneurs
<Taupo> c’est un comble…
<Taupo> Oui bon Higgs avait l’air content quand même
<Taupo> Je crois qu’un pallier est passé
<Taupo> Et Stephen Hawking a confirmé qu’il avait perdu son pari
<Taupo> ha ha!
<Taupo> Trop bon
<Taupo> http://www.youtube.com/watch?v=Suugn-p5C1M
<Taupo> Il faudra passer cette vidéo!
<Taupo> Shockwave traffic jams recreated for first time
<Cyril> il faut pas spoiler ;)
<Taupo> Ah t’allais déjà la mettre, excellent!
<Cyril> C’est exactement le sujet oui !
<Taupo> bon super, j’ai hâte de t’écouter
<Taupo> La loi de murphy
<Cyril> C’est gentil !
<Taupo> Ciao!
<Cyril> Ciao !

Et on se dit à la semaine prochaine, pour un épisode qui va parler embouteillages et mathématiques !

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Premier live sur Neweez, grosse émotion!

Le dossier de la semaine

Cette semaine, Marco nous parle de l’évolution de l’audition chez les vertébrés, et les mammifères que nous sommes peuvent confirmer que c’est bien pratique pour écouter les podcasts en mâchant un chewing-gum ;) Un immense bravo à Marco qui a affronté ce premier live comme un chef!

Le truc mnémotechnique de la semaine

Cambronne ordonna silence et dévouement à ses carabiniers permissifs. Merci Marco :)

Les plugs de la semaine

Un nouveau blog dans le paysage scientifique francophone:  “Le vrai du faux avec un angle original:
De l’aveu de son auteur:

Démêler le vrai du Faux et le faux du Vrai, tel sera le but de ce blog.
J’ai toujours eu une passion pour la science et pour les arts, notamment le septième et le neuvième. Et rien ne me fait plus rire (ou pleurer) que de voir des films grand public, des documentaires et des bandes dessinées parlant (ou tentant de parler) de science. On peut rester admiratif devant certains films de science-fiction cohérents, inventifs et être complètement dépité devant certaines émissions dites « scientifiques » assénant bêtises sur bêtises.
J’espère pouvoir mener ce blog le plus loin possible, vous faire (re)découvrir de véritables trésors de science cachés dans des fictions et dénoncer des fictions dans la vulgarisation de la science…
… et toujours avec du fuuuuuuuun!

Le premier article porte sur le film 2012 et la soi-disant prédiction maya. Régalez-vous :)
Auteur: Grégory Michnik, dernier arrivé dans Strip-Science et qui a illustré nos neutrinos pour fêter ça.

 

Encore un petit coucou pour les podcasts de notre ami Xilrian:

  • “12 minutes de” revient sur le concept de revenu de base / allocation universelle pour son 4e épisode, co-animé, comme le précédent, avec le journaliste Stanislas Jourdan, spécialiste de la question;
  • “Vie Artificielle” pour son dernier épisode de l’année proposait une liste d’achat pour übergeeks (genre où acheter ses robots), très sympa et nécessite moins d’aspirine que les épisodes habituels classiques. Un peu tard pour noël, mais très pratique pour les robots-androïdes en soldes ;)

Enfin, un mot sur Strip Science, qui part à la conquête du monde. Communiqué de presse officiel ici: http://stripscience.cafe-sciences.org/articles/strip-science-le-communique-de-presse/

Une petite news pour la route

(Merci à Olivier Tripet de l’avoir partagée): Découverte d’un nouveau boson au LHC (Chi-b 3P) :
http://www.europe1.fr/International/Decouverte-d-un-nouveau-boson-au-LHC-875495/
http://www.tsr.ch/info/sciences-tech/3672947-une-nouvelle-particule-decouverte-au-cern.html
http://www.gizmodo.fr/2011/12/24/elle-est-nee-la-nouvelle-particule-elle-est-de-toute-beaute.html#more-153240

Last but not least: les quotes de la semaine

“La contingence est une chose en soi, et non la combinaison du déterminisme et du hasard” (Steven J.Gould)

“L’existence précède l’essence” (Doctrine de l’existentialisme de Jean-Paul Sartre)

Prochain live le mercredi 11 janvier 2011 à 20h30 sur Neweez, avec Franck qui nous parle de mémétique.

D’ici là, une excellente semaine à toutes et à tous!

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Podcast science 43 – le CERN

On 29.06.2011, in Notes d'émission, by Podcast Science
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Bonjour bonjour!

Le dossier de la semaine

Infos pratiques pour notre visite au CERN

La quote de la semaine de Mathieu

Dans la première décennie du XXème siècle, on a découvert que l’Univers était en expansion, dans les années 20 que notre soleil n’était pas le centre de la Voie Lactée, dans les années 30 qu’il existait des galaxies en dehors de la nôtre, dans la décennie des années 40 et 50 on a appris à interpréter les ondes qui nous venait de l’espace, dans les années 60 on a découvert le rayonnement du fond diffus cosmologique, dans les années 70 la matière noire, dans les années 80 on a vu qu’au centre de chaque galaxie était présent un trou noir, dans les années 90 est apparue l’énergie noire et l’expansion accélérée de l’Univers, et cette première décennie du XXIème siècle voit apparaître l’explosion des exoplanètes. Ca été un grand siècle, et il n’y a pas de raison d’imaginer que ça va s’arrêter….
Vera Rubin

Prochain enregistrement le 6 juillet avec Anh Tuan :)

A bientôt, bonne semaine!

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Dossier – Le CERN

On 29.06.2011, in Dossiers, by Alan Vonlanthen
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[Suite à l'excellent commentaire de Grindaizer, corrections entre crochets carrés]

CERN (photo Flick CC Certains droits réservés par Ars Electronica)

Le contexte de la création du CERN

Louis de Broglie (image Wikipédia)Petite digression avant d’attaquer… Avant de me demander ce qu’est le CERN, je me suis demandé qui en avait eu l’idée… En faisant le podcast, on se casse le nez sur des personnages plus improbables les uns que les autres… Dans le genre, vous ne serez pas déçu-e-s: j’ai le plaisir de vous présenter quelqu’un de haut en couleur que j’affectionne tout particulièrement: Monsieur le Duc de Broglie (prononcer “de Breuil”). Licencié en lettres à l’âge de 18 ans, il se dit qu’une petite licence en sciences ne lui ferait pas de mal non plus, et hop, il la passe en 2 ans avant de faire son service militaire en 1913, et, pas de bol, d’être mobilisé entre 1914 et 1918 pour cause de guerre mondiale (le site de l’Académie française nous apprend qu’il a passé ces 4 ans sur la Tour Eiffel, à tenter de décrypter les messages allemands)… Après la guerre, son frère l’initie à la physique et ça lui plaît bien… Voici ce que Wikipédia nous dit de la suite de ses aventures:

Si on se réfère à la biographie de Nobel, c’est à 32 ans, en 1924, six ans après la fin de la Première Guerre mondiale, que Louis de Broglie soutient une thèse de doctorat purement théorique  (…). Quatre ans plus tard, cette thèse lui vaudra d’être nommé maître de conférences à la faculté des sciences de l’université de Paris et un an plus tard, en 1929, elle lui vaudra le prix Nobel de physique pour sa « découverte de la nature ondulatoire de l’électron », sa thèse théorique ayant été totalement confirmée par deux expérimentateurs américains Davisson et Germer qui ont observé la première diffraction d’électron par un cristal…

Une intelligence hors du commun,  Monsieur le Duc… Un authentique génie. Membre de l’Académie des sciences, de l’Académie française, de la Royal Society, il a reçu de nombreuses récompenses, dont le prix Kalinga décerné en 1952 par l’UNESCO pour sa capacité à communiquer le savoir scientifique. En 1949, au sortir d’une seconde guerre mondiale, alors que la recherche scientifique est quasi morte en Europe et que la physique nucléaire est considérée comme extrêmement suspecte par les différents gouvernements, notre ami Louis de Broglie lance l’idée, lors de la Conférence européenne de la culture tenue à Lausanne en 1949, de créer un laboratoire scientifique partagé par tous les pays d’Europe. Il a manifestement fait le bon discours au bon moment avec les bons arguments, car il a été entendu! Le Conseil Européen de Recherche Nucléaire fut créé en 1952 par 11 pays européens avec le soutien de l’Unesco.

Un peu d’histoire, de la création du CERN à aujourd’hui

Le Conseil en question a décidé d’implanter le site du CERN en Suisse, plus précisément à Meyrin, juste à côté de Genève, sur la frontière franco-suisse. Le canton de Genève accepte le projet, par référendum, en 1953  et les premiers travaux pour la construction du laboratoire et de son accélérateur commencent au mois de mai 1954.

Fin septembre 1954, la convention du CERN est ratifiée par les 12 États européens fondateurs (la Belgique, le Danemark, la France, la Grèce, l’Italie, la Norvège, les Pays-Bas, la République fédérale d’Allemagne, le Royaume-Uni, la Suède, la Suisse et la Yougoslavie), et le CERN est officiellement créé ; il se nomme maintenant Organisation européenne pour la Recherche nucléaire. Le Comité provisoire initial est dissous, mais l’acronyme CERN étant quand même plus sexy que OERN, il est conservé. Accessoirement, si l’organisation devait être renommée aujourd’hui, on l’appellerait probablement “Laboratoire européen pour la physique des particules” car on ne s’intéresse plus tellement au noyau (nucléus/nucléaire) mais aux particules élémentaires qui le constituent.

À partir de là, tout va très vite:

  • En 1957 déjà, le premier accélérateur est mis en service. C’est un synchrocyclotron.
  • Deux ans plus tard, en 1959, le premier synchrocyclotron à protons (PS) est mis en service. Avec une énergie de faisceau de 28 GeV, le PS est l’accélérateur le plus puissant au monde à l’époque (pendant quelques mois seulement). Il a permis de faire décoller le programme de physique des particules du CERN. Depuis lors, la puissance initiale de ses faisceaux a été multipliée par mille et le PS est toujours en service aujourd’hui!
  • Dans les années 60, la recherche en physique des particules n’est pas très efficace: les chercheurs doivent examiner à l’oeil nu des millions de photographies prises dans des chambres à bulles ou à étincelles. Georges Charpak révolutionne tout cela en 1968 en inventant une nouvelle méthode de détection, la “chambre proportionnelle multifils” (pour laquelle il recevra le Prix Nobel en 1992). Reliée à un ordinateur, la technologie augmente le taux de comptage par 1’000. Le CERN sort de l’ère manuelle entre dans l’ère de l’électronique!
  • En 1971, padaboum, les ISR, ou Anneaux de stockage à intersections, produisant les premières collisions proton–proton au monde, sont mis en service. Pourquoi est-ce que c’est important? Voici ce que nous dit le site du CERN:

    Lorsque des particules à haute énergie sont accélérées et percutent une cible fixe, la plupart de l’énergie utile est absorbée par le recul de la cible, et seule une fraction de l’énergie alimente la collision. Dans les années 1950, les physiciens comprennent que si deux faisceaux de particules pouvaient être envoyés l’un contre l’autre, aucune énergie de recul ne serait gaspillée, ce qui permettrait une utilisation beaucoup plus efficace de l’énergie lors des collisions.
    Le 27 janvier 1971, les ISR produisent la première collision proton–proton du monde, fournissant au CERN un précieux savoir-faire pour ses projets ultérieurs de collisionneurs.
    Avec la construction des ISR, le CERN devient aussi international sur le terrain que sur le papier : les Anneaux sont construits en France, sur un terrain jouxtant le site d’origine de Meyrin, en Suisse.

  • Les courants neutres sont découverts en 1973 (qui lèvent le voile sur les mystères du fonctionnement de l’interaction faible, l’une des 4 forces fondamentales de l’univers, responsable de la radioactivité naturelle).  Il faudra encore 10 ans avant de confirmer l’existence des bosons W et Z, en 1983, grâce notamment à un formidable outil mis en service dans l’intervalle, en 1976, le  SPS (ou supersynchrotron à protons), le premier anneau géant du CERN (7km passant sous la frontière franco-suisse). La découverte des particules W et Z a été réalisée en exploitant le SPS en mode collisionneur, c’est-à-dire en faisant entrer en collision frontale des faisceaux de protons et d’antiprotons. Pour rappel, les bosons sont les véhicules, les porteurs, les vecteurs des forces fondamentales: le photon pour la force électro-magnétique, le gluon pour l’interaction forte et les particules W et Z pour l’interaction faible. (A l’heure actuelle, on ne sait toujours pas ce qui véhicule la 4e force, la plus faible: la gravitation).
  • En 1983, premier coup de pioche d’un chantier complètement invraisemblable: le plus grand accélérateur d’électrons et de positons (ou positrons) du monde, d’une circonférence de 27 km, le LEP (Large Electron Positron collider) qui sera mis en service 6 ans plus tard en 1989. Durant ses 11 années de service, le LEP aura permis entre autres de démontrer qu’il n’existe que trois, et seulement trois, familles de particules (auxquelles personne n’a songé à donner de nom malheureusement, ce qui ne les rend pas simples  à comprendre… Le modèle standard (Wikipedia)Pour faire simple, on va dire que cela a permis d’établir que le modèle standard est composé de 3 familles de 4 particules chacune (deux quarks, un lepton et un neutrino) [Attention, à cet égard, voir le commentaire de Grindaizer]. Le LEP aura également permis de déterminer la masse des bosons W et Z.
  • Le LHC est en fait le dernier et le plus gros maillon de la chaîneFin 2000, on casse tout et on recommence. Il faudra 8 ans pour transformer le LEP en LHC, le fameux grand collisionneur de hadrons. Le tunnel circulaire de 27 km, d’une profondeur moyenne de 100 mètres (c’est à dire entre 50 et 175 mètres suivant les endroits) est désormais doté de 1746 électroaimants supraconducteurs pour contrôler la trajectoire des protons sur cette piste de course. La température y est abaissée à moins 271,3 degrés Celsius, à un poil du zéro absolu. On espère du LHC qu’il répondra aux questions encore grand ouvertes telles que “qu’est-ce que la masse?”, “qu’est-ce que la matière noire et l’énergie sombre?”, “pourquoi la matière a-t-elle pris le dessus sur l’anti-matière?”, “à quoi ressemblait l’univers au moment du big bang?” ou encore “Y a-t-il vraiment d’autres dimensions?” En ce moment, depuis un peu plus d’une année, les faisceaux sont propulsés à une puissance de 7 TeV [3.5 TeV de chaque côté, soit une puissance de collision de 7 TeV] (en anglais, 7 trillions d’électrons-volts, ce qui correspond à la puissance phénoménale de 7’000 milliards d’électrons-volts). Pour info, le Tevatron, à Chicago, qui était l’accélérateur le plus puissant au monde jusqu’à l’arrivée du LHC ne plafonne qu’à 2 TeV. De nombreux physiciens ont postulé que 7 TeV correspondait au seuil à partir duquel on devrait pouvoir détecter des particules exotiques. D’autres estiment que le seuil se situe plutôt autour de 14 TeV, rythme de croisière que le LHC devrait allègrement atteindre dès l’année prochaine [2014] … Le problème, c’est qu’il y a déjà tant de données produites et qu’elles prennent tellement de temps à interpréter que si ça se trouve, on a déjà produit tout plein de bosons de Higgs et qu’on ne le sait pas encore…
  • Mais revenons un peu à notre petite histoire chronologie… Dans l’intervalle, entre les débuts du LEP et les débuts du LHC, la paperasse était devenue un cauchemar et en 1990, un physicien du CERN, Tim Berners Lee, a vite inventé le web entre deux projets. L’Internet existait déjà. La contribution du CERN, pour faire court, ça a été le protocole HTTP et les adresses web, ainsi que le langage HTML. Le tout premier serveur web et le tout premier site, http://info.cern.ch, était donc hébergé au CERN. On a retrouvé le premier commentaire du chef de Tim Berners-Lee, une annotation manuscrite sur sa proposition originale en mars 1989: “vague but exciting…”. J’adore! En tout cas, ça lui a permis de continuer et on connaît le résultat aujourd’hui… Pour la petite histoire, interrogé en 1996 à Paris sur le choix du nom “World Wide Web”, Sir Tim a répondu avec un humour tout britannique que c’était l’expression la moins traduisible en français ;).
  • En bleu, les membres fondateurs. En vert, les nouveaux membres. (copyright http://commons.wikimedia.org/wiki/User:CrazyPhunk)Depuis le commencement, la Yougoslavie a quitté le projet en 1961 et de nombreux autres pays on rejoint le navire: l’Autriche en 1959, l’Espagne de 1961 à 1969 avant de revenir en 1983, le Portugal en 1985, la Finlande et la Pologne en 1991, la Hongrie en 1992, les républiques Tchèque et Slovaque en 1993 et finalement, la Bulgarie en 1999. La Roumanie est actuellement candidate à l’adhésion. De nombreux pays ont le statut d’observateurs, ce qui leur permet d’assister aux réunions du Conseil et d’être tenus informés mais sans pouvoir prendre de décision (Commission européenne, l’Inde, Israël, le Japon, la Fédération de Russie, la Turquie, l’UNESCO et les États‑Unis d’Amérique). Enfin certains États non-membres prennent carrément part aux expériences (il s’agit de l’Afrique du Sud, l’Algérie, l’Argentine, l’Arménie, l’Australie, l’Azerbaïdjan, le Bélarus, le Brésil, le Canada, la Chine, Chypre, la Croatie, l’Estonie, la Géorgie, l’Inde, l’Iran, l’Irlande, l’Islande, le Maroc, le Mexique, le Pakistan, le Pérou, la Roumanie, la Serbie, la Slovénie, la Corée du Sud, Taiwan et l’Ukraine)
  • Enfin, on ne peut pas conclure cette petite histoire du CERN sans parler de ses 5 prix Nobel, ce qui est tout de même pas mal pour une seule et unique organisation, même sur un espace de 50 ans.

La moitié des physiciens [des particules] du globe

Au niveau de son personnel fixe, le CERN emploie 2’400 personnes environ.
Le personnel scientifique et technique du Laboratoire conçoit et construit les accélérateurs de particules et assure leur bon fonctionnement. Il contribue également à la préparation et à la mise en œuvre des expériences scientifiques complexes, ainsi qu’à l’analyse et à l’interprétation des résultats.
Mais le gros des troupes, ce sont les scientifiques visiteurs soit environ 10’000 chercheurs sur place simultanément, soit la moitié des physiciens des particules du monde, issus de 608 universités et  de 113 nationalités. Pour communiquer entre eux, tous ces gens doivent pratiquer au moins l’anglais ou le français, les deux langues officielles du CERN.

Le LHC

Le LHC n’est pas l’unique accélérateur de particules du CERN, mais c’est le plus récent et de loin le plus grand (c’est même le plus grand au monde!) Comme on l’a vu, il fait 27 km de long et sa fabrication a coûté 10 milliards de francs suisses (8.28 milliards d’euros au cours du jour). C’est l’expérience scientifique la plus chère à ce jour. Contrairement au LEP, qui utilisait des électrons (et des positons/positrons), à l’intérieur du LHC, ce sont deux faisceaux de protons (particules de la famille des hadrons) qui sont propulsés l’un contre l’autre à une vitesse proche de la vitesse de la lumière. A chaque collision, ce sont quelque 100 milliards de particules qui se rencontrent. Aux points précis de cette rencontre, de nouvelles particules sont formées, diffusées dans toutes les directions autour du point d’impact. La difficulté, c’est que sur les milliards de particules impliquées, seules 20 collisions proton-proton ont lieu. L’un des pontes de la recherche au CERN, le professeur Brian Foster explique le concept de la manière suivante :  ”les collisions de protons sont un peu crades… C’est comme de lancer deux oranges l’une contre l’autre à 70 km/h en espérant que les pépins entrent en collision. Parfois c’est le cas, mais en général, on a juste une grosse douche de jus d’orange”. Dans sa métaphore, les pépins sont le trio de quarks qui constituent un proton et qui génèrent les collisions les plus intéressantes. Typiquement seul un quark dans chaque proton va taper un autre quark dans le proton d’en face… Les quatre autres vont se manquer. La métaphore de l’orange s’arrête là car, au sein du LHC, pour optimiser les chances de collisions, les faisceaux se croisent environ 40 millions de fois par seconde!

Ces collisions ont lieu à 4 points précis, là où on a construit des détecteurs…

Les détecteurs

ATLAS

Atlas (image CERN)Atlas est un détecteur généraliste. Il a été conçu pour explorer la nature de la matière et les forces fondamentales qui régissent notre univers au sein de collisions de protons propulsés à des énergies extraordinairement élevées. ATLAS est l’un des plus formidables efforts collaboratifs jamais mis en oeuvre en physique: quelque 2’900 physiciens participent aux recherches, issus de 170 universités et laboratoires de 37 pays. Atlas cherche entre autres le boson de Higgs (ou particule de dieu), la matière noire, la supersymétrie et tout ce que la théorie n’a pas encore anticipé.

CMS (Compact Muon Solenoid ou “solénoïde compact à muons” en français)

le CMS (image CERN)Le but du CMS, qui est également un détecteur généraliste, est de rechercher une nouvelle physique, quelle que soit sa nature.  Le détecteur à proprement parler, d’un poids de 12’500 tonnes a été conçu et assemblé via une collaboration planétaire de quelque 2’000 physiciens de 37 pays différents. Le CMS a été construit sur la terre ferme et a été descendu tout assemblé  au niveau du souterrain grâce à un équipement hautement spécialisé (comptant parmi les plus grandes grues au monde, entre autres…) Pour la petite anecdote, à cet endroit précis, le terrain était tellement humide que pour procéder à l’excavation,  il a fallu congeler la terre avec de l’azote liquide pour pouvoir procéder à l’excavation!

LHCb (Large Hadron Collider Beauty Experiment)

LHCb (image Wikipedia)Le LHCb traque les différences entre matière et anti-matière. On y trouve 650 physiciens de 45 universités et laboratoires de 13 pays qui essaient de découvrir pourquoi et comment l’anti-matière a disparu pour céder la place à la matière. Pour mener l’enquête, les chercheurs cherchent les différence en le “Beauty Quark” (en français: le quark “bottom”) et son antiparticule.

ALICE (A Large Ion Collider Experiment)

ALICE (image Wikipedia)Alice a été conçue (oui, avec un tel prénom, je ne peux en parler qu’au féminin) pour étudier les collisions entre des ions lourds (des noyaux d’atomes de plomb) à la recherche de l’état de la matière qui existait dans la première fraction de seconde après le big bang, alors que l’univers était une espèce de soupe dense et très chaude appelée le plasma “quark-gluon” qui a fini par refroidir pour former la matière ordinaire. Là, ce sont 1000 physiciens qui participent aux expériences, issus de 90 universités et laboratoires de 28 pays.

Encore deux détecteurs

Il serait incomplet de parler de 4 détecteurs seulement car il y en a encore deux petits, le LHCf et le Totem, qui travaillent respectivement sur les rayons cosmiques et la diffraction, mais leurs ambitions sont modestes comparées aux 4 autres.

J’ai beaucoup insisté sur le nombre de physiciens, d’universités concernées et de pays impliqués avec une petite pensée pour notre ami Louis de Broglie… Je n’ose pas imaginer à quel point il serait heureux s’il avait pu voir ce que son rêve est devenu… Cette vision complètement improbable, au sortir d’une abominable guerre qui a impliqué tous les Etats d’Europe, ce projet d’ouverture, de collaboration, alors que tout le monde se regardait en chiens de faïence, aussi impossible qu’il ait pu sembler, ce projet est pourtant une belle réalité aujourd’hui!

Le financement du CERN

Pas super transparent… J’ai eu un peu de peine à trouver des infos et je ne suis même pas arrivé au bout…

On sait que ce sont les Etats participants qui financent le CERN, mais ma question était “combien?”

Une source indique que la cotisation de la France s’élève à quelque 100 millions d’Euro par année

Une autre, que la France contribue à hauteur de 15.9% du financement et la Suisse à 3.2% (une petite règle de trois, si les deux sources sont correctes, le budget annuel du CERN s’élèverait à quelque 629 millions d’Euro (dont un peu plus de 20 millions supportés par la Suisse… Je ne sais pas si ça inclut la nouvelle ligne de tram, mais il me semble que c’est bien peu en regard du prestige qui rejaillit sur la Suisse, mais bon, ça c’est une autre histoire…)

J’ai pu dénicher encore que le Royaume-Uni contribue à hauteur de 34 millions de livres sterling par année pour l’utilisation du LHC, plus 70 millions de redevance au CERN, soit quelque 104 millions de livres en tout, ou 117 millions d’Euro au cours du jour.

Mais au fond, la physique des particules, à quoi ça sert?

D’abord à répondre à une question au moins aussi vieille que l’humanité: d’où venons-nous, comment l’univers a-t-il commencé? A des questions plus récentes aussi, comme l’origine de la masse… Si on comprenait la masse et qu’on sache la contrôler, alors, c’est la porte ouverte à des applications hallucinantes… On peut commencer à rêver de téléportation!

Mais plus concrètement, le CERN ne nous a pas donné que le web. Les technologies issues des recherches ont permis des avancées spectaculaires dans de nombreux domaines, notamment :

  • L’imagerie médicale: Les scanners de type PET-Scan (petit nom de la tomographie à émission de positrons) dont nous parlons souvent dans Podcast Science car non seulement ils permettent de mesurer en trois dimensions l’activité métabolique d’un organe grâce aux émissions produites par les positons (ou positrons) issus de la désintégration d’un produit radioactif injecté au préalable, mais c’est encore cette technologie qui, utilisée en neurosciences permet de voir en live quelles zones cérébrales s’activent en fonction de quels stimuli. Le développement de cette technologie doit pratiquement tout au CERN.
  • La radiothérapie:l’hadronthérapieest une méthode innovante de radiothérapie pour le traitement du cancer. Elle est destinée à détruire les cellules cancéreuses radiorésistantes et inopérables en les irradiant avec un faisceau de particules. La radiothérapie conventionnelle utilise essentiellement des rayons X, l’hadronthérapie d’autres types de particules : des hadrons, notamment des protons (protonthérapie) et des ions carbone. Il est possible d’utiliser des neutrons (on parle alors de neutronthérapie). Les principaux avantages par rapport à la radiothérapie classique sont :
    • une balistique plus précise.Les cellules touchées meurent 3 à 10 fois plus vite. Et grâce à l’imagerie en temps réel, le clinicien peut visualiser la zone traitée et utiliser le faisceau d’hadrons pour cibler précisément la zone à traiter;
    • un « effet biologique » supérieur à celui des photons. Les dégâts causés par un rayonnement hadronique sur les cellules tumorales sont globalement supérieurs (d’un facteur 5 à 20) à ceux causés par des photons en radiothérapie. Ainsi, par exemple, il devient possible de traiter une tumeur au cerveau en 90 secondes, ceci sans anesthésie et sans douleur.
  • En informatique: le grid. Après avoir inventé le web qui a franchement révolutionné l’Internet, l’informatique et les usages en créant cet outil sans précédent dans l’histoire humaine qui permet de tout savoir de tout à chaque instant, le CERN pourrait bien tout révolutionner une fois encore! En effet, même équipé des ordinateurs les plus puissants, aucun centre de calcul sur la planète n’est capable de traiter les montagnes d’informations produites par les expériences du LHC. J’aime bien l’image donnée par un article de  Swissinfo à cet égard: “Lorsqu’il tournera à plein régime, le LHC, plus gros accélérateur de particules au monde, générera chaque année 15 petaoctets (15 millions de gigaoctets) de données. Si cette information était gravée sur des CD, on arriverait en les posant les uns sur les autres (sans boîtes) à une pile de près de 21 kilomètres de haut.”
    Le Grid réinvente une nouvelle fois l’informatique: il s’agit d’une puissance de calcul absolument phénoménale disponible juste au moment où en en a besoin. Composé de 100’000 serveurs sur 170 sites de 19 universités, le grid est un super-ordinateur virtuel absolument indispensable pour décoder et interpréter les données du LHC. Il a coûté la bagatelle de 500 millions d’Euros et le modèle est tellement convaincant qu’il a déjà fait des petits dans la communauté scientifique (comme par exemple le “European Grid Infrastructure“).

Et demain?

J’ai trouvé un article du journal britannique The Independent indiquant que le LHC, c’est totalement last year… Les physiciens auraient  maintenant besoin d’un tunnel de 31 km en ligne droite pour quelque 6.7 milliards de dollars US. Les collisionneurs en ligne droite permettraient un meilleur contrôle de la trajectoire des particules et donc une meilleure maîtrise des collisions…

Tout un programme!

On va s’arrêter là pour aujourd’hui, car on va tout de même garder quelques questions pour notre guide lors de notre petite sortie au CERN le 9 juillet prochain :)

Quelques définitions:

Antimatière

L’antimatière est « l’opposé » de la matière, c’est à dire  l’ensemble des antiparticules des particules composant la matière classique — celle dont est faite la Terre.

L’opposition se fait au niveau des charges. Par exemple, la matière comprend les protons, positifs, et les électrons, négatifs. L’antimatière comprend donc les antiprotons, négatifs, et les antiélectrons (ou positrons), positifs. Ce qui n’empêche pas l’existence de particules d’antimatières de charge nulle (par exemple les antineutrons). Il existe pour chaque particule une antiparticule correspondante.

Une particule et son antiparticule s’annihilent mutuellement lorsqu’elles rentrent en contact : elles sont alors intégralement converties en énergie radiative (deux photons).

L’antimatière a été imaginée quand Paul Dirac a écrit l’équation portant son nom.

L’antimatière n’existe qu’en quantités infimes dans l’univers local, soit dans les rayons cosmiques, soit produite en laboratoire. Les travaux sur l’antimatière consistent en grande partie à expliquer pourquoi cette rareté alors que nécessairement, selon la théorie du Big Bang, la matière et l’antimatière auraient été présentes en quantités égales.

On constate qu’actuellement il y a un déficit d’antimatière dans l’Univers.

Boson/Fermion

      Les particules fondamentales se classent en 2 grandes familles:

Les bosons

      qui sont des particules qui véhiculent les 4 grandes forces fondamentales: le

photon

      pour la force électromagnétique, le

gluon

      pour l’interaction forte (les gluons confinent les quarks ensemble en les liant très fortement. Ils permettent ainsi l’existence des protons et des neutrons) et les

bosons Z et W

      pour l’intéraction faible. On est à la recherche du

graviton

      toujours pas découvert qui serait le vecteur la force de gravitation.

Les fermions réunissent les particules qui sont les constituants élémentaires de la matière et qui se décomposent en deux groupes, les quarks (6 types) et les leptons (électron, muon, tauon, neutrino). Le terme « lepton » provient du mot grec signifiant « léger » et se réfère à la faible masse du premier lepton découvert, l’électron, par rapport aux nucléons.v

Boson de Higgs

      Le boson de Higgs est une particule qui expliquerait l’origine de la masse. Il s’agit d’une particule qui permet d’expliquer pourquoi certaines particules ont une masse, pourquoi d’autres comme le photon n’en ont pas…en gros il permetterait d’expliquer d’où vient la masse de la matière.

 

    On n’a pas encore découvert ce boson de Higgs, mais le physicien Peter Higgs a postulé l’existence de ce boson en 1964.

Cyclotron

Cyclotron

      : Le cyclotron est un type d’accélérateur de particules circulaire inventé par Ernest Orlando Lawrence en 1931. Dans un cyclotron, les particules placées dans un champ magnétique suivent une trajectoire en forme de spirale et sont accélérées par un champ électrique alternatif à des énergies de quelques MeV à une trentaine de MeV (Méga électron-volts).

 

      D’autres types d’accélérateurs circulaires, d’invention plus récente, permettent d’atteindre des énergies supérieures :

synchrocyclotron

      (centaines de MeV) et

synchrotron

    (comme le LHC: millions de MeV, ou TeV).

Fermion

Le modèle standard classe les particules élémentaires en deux grandes familles : les fermions et les bosons. Formellement, les fermions obéissent à la statistique de Fermi-Dirac et les bosons obéissent à celle de Bose-Einstein. Les fermions sont les particules à spin demi-entier (c’est-à-dire 1/2, 3/2, 5/2, …) : l’électron, le muon, le neutrino et les quarks sont des fermions.

En résumé, les fermions se regroupent en deux familles :

  1. les leptons, qui ne sont pas soumis à l’interaction forte ;
  2. les quarks, qui sont soumis à toutes les interactions de la nature.

Forces fondamentales/interactions élémentaires

Quatre interactions élémentaires sont responsables de tous les phénomènes physiques observés dans l’univers, chacune se manifestant par une force dite force fondamentale. Ce sont:

  • l’interaction nucléaire forte, qui maintient ensemble les particules. Si les atomes ne se désintègrent pas, c’est grâce à elle. Le vecteur de cette force est le gluon.
  • l’interaction électromagnétique est responsable de la plupart des phénomènes quotidiens : lumière, électricité et magnétisme, chimie. Le vecteur de cette force est le photon.
  • l’interaction nucléaire faible. Elle est responsable de la radioactivité beta et joue un rôle dans la fusion nucléaire. Les vecteurs de cette force sont les bosons Z et W, découverts au CERN.
  • et la gravitation, la plus faible des 4. C’est le phénomène d’interaction physique qui cause l’attraction réciproque des corps massifs entre eux, sous l’effet de leur masse. Il s’observe au quotidien en raison de l’attraction terrestre qui nous retient au sol. La gravité est responsable de plusieurs manifestations naturelles : les marées, l’orbite des planètes autour du Soleil, la sphéricité de la plupart des corps célestes en sont quelques exemples. D’une manière plus générale, la structure à grande échelle de l’univers est déterminée par la gravitation. Le vecteur de cette force est encore inconnu à ce jour! On soupçonne le graviton, mais on le cherche encore…
    Là encore, Mathieu en avait parlé -entre autres – dans son dossier sur la Théorie des Cordes en octobre 2010

Gluon

Le gluon est le boson responsable de l’interaction forte. Les gluons confinent les quarks ensemble en les liant très fortement. Ils permettent ainsi l’existence des protons et des neutrons, ainsi que des autres hadrons et donc de l’univers que nous connaissons.

Hadron

      En physique des particules, un hadron est une particule composite formée de quarks liés ensemble par l’intéraction forte. Les hadrons sont classés en 2 familles: les baryons (composés de 3 quarks) et les mésons (composés d’un quark et d’un antiquark).

 

      Les baryons les plus connus sont les protons et les neutrons, qui composent le noyau de l’atome.

 

      Les mésons les plus célèbres sont le pion et le kaon qui furent découverts pendant des expériences sur les rayons cosmiques à la fin des années 40 et au début des années 50.

 

    Ceci dit, ce ne sont pas les seuls hadrons. On continue d’en découvrir.

Ion

Un ion est une “espèce chimique électriquement chargée”. En d’autres termes, un ion est un atome ou une molécule dont le nombre total d’électrons n’est pas égal au nombre totale de protons, ce qui lui confère une charge électrique négative ou positive. On distingue:

  • Cations : Ions chargés positivement
  • Anions : Ions chargés négativement
  • Zwitterions (prononcé [t͜svɪtɛrjɔ̃]): Ions possédant en même temps des charges positives et négatives.

Ion lourd

Un ion lourd est un atome ionisé qui est, en général, plus lourd qu’un atome d’hélium. Les noyaux d’ions lourds utilisés dans les expériences de physique nucléaire sont en général des noyaux de carbone, de silicone, de cuivre, de tungstène, d’or, de plomb ou d’uranium.

Lepton

Un lepton est une particule élémentaire de spin 1/2 qui n’est pas sensible à l’interaction forte.

La famille des leptons est constituée des électrons, des muons, des tauons, des neutrinos respectifs et des antiparticules de toutes celles-ci. Le terme « lepton » provient du mot grec signifiant « léger » et se réfère à la faible masse du premier lepton découvert, l’électron, par rapport aux nucléons.

Matière noire

En astrophysique, la matière noire (ou matière sombre), traduction de l’anglais dark matter, désigne une catégorie de matière hypothétique jusqu’à présent non détectée, invoquée pour rendre compte d’observations, notamment les estimations de masse des galaxies, des amas de galaxies et les propriétés des fluctuations du fond cosmologique. (Voir le dossier de Mathieu dans Podcast Science n°31)

Le modèle standard (Wikipedia)Modèle standard

Le modèle standard de la physique des particules (abrégé “modèle standard”) est la théorie actuelle qui permet d’expliquer tous les phénomènes observables à l’échelle des particules. Le modèle standard englobe donc toutes les particules connues ainsi que les trois interactions (ou forces) ayant un effet à l’échelle des particules : l’interaction électromagnétique, l’interaction forte et l’interaction faible. Le modèle standard permet donc d’expliquer tous les phénomènes naturels sauf la gravitation qui, pour l’instant, résiste aux théoriciens pour une théorie quantique…
Le modèle standard est théorie à la fois quantique et relativiste.
La théorie est bâtie sur le triptyque particule, force, médiateur, c’est-à-dire qu’elle distingue des familles de particules par les forces auxquelles elles sont sensibles, chaque force s’exerçant au moyen de médiateurs échangés par les particules qui y sont soumises.

Muon

Le muon est, selon le modèle standard de physique des particules, le nom donné à deux particules élémentaires de charge positive et négative. Les muons ont une masse 207 fois plus grande que celle de l’électron (c’est pourquoi on l’appelle aussi électron lourd) (105,66 MeV) et possèdent un spin 1/2. Les muons, tout comme les électrons, appartiennent à la même famille de fermions, les leptons. [Définition erronée, sorry, ne pas en tenir compte. En attendant la correction, merci de consulter Wikipedia (version en anglais)]

Neutrino

Le neutrino est une particule élémentaire du modèle standard de la physique des particules. C’est un fermion de spin ½.
Longtemps sa masse fut supposée nulle. Toutefois, des expériences réalisées en 1998 au Super-Kamiokande ont montré que celle-ci, bien que très petite, est différente de zéro.
L’existence du neutrino a été postulée pour la première fois par Wolfgang Pauli pour expliquer le spectre continu de la désintégration bêta ainsi que l’apparente non-conservation du moment cinétique.

Plasma

L’état plasma, tout comme l’état solide, l’état liquide ou l’état gazeux, est un état de la matière. Il n’est visible sur Terre à l’état naturel qu’à très haute température, quand l’énergie est telle qu’elle réussit à arracher des électrons aux atomes. On observe alors une sorte de « soupe » d’électrons extrêmement actifs dans laquelle « baignent » des noyaux d’atomes.
Le terme plasma, appelé aussi « quatrième état de la matière », a été utilisé en physique pour la première fois par le physicien américainIrving Langmuir en 1928 par analogie avec le plasma sanguin auquel, dans son cas, ce phénomène s’apparentait visuellement. Voir l’interview de Paolo Ricci dans Podcast Science n° 14, la Physique des plasmas.

Positon /positron

En physique des particules, le positron ou positon, encore appelé antiélectron est l’antiparticule associée à l’électron. Il possède une charge électrique de +1 charge élémentaire (contre -1 pour l’électron), le même spin et la même masse que l’électron. C’est la première antiparticule découverte, ce qui explique qu’elle n’ait pas le nom composite d’”anti-électron”.

Quark

Les quarks sont des fermions que la théorie du modèle standard décrit, en compagnie de la famille des leptons, comme les constituants élémentaires de la matière.

Ces particules de spin 1/2 sont de six sortes, appelées saveurs, auxquelles on a donné des noms poétiques. Les noms anglais restent plus utilisés. Les quarks possèdent une charge électrique fractionnaire de la charge élémentaire :

Quark Nom anglais (français) Fraction de charge électrique élémentaire
d Down (Bas) -1/3
u Up (Haut) +2/3
s Strange (Étrange) -1/3
c Charm (Charme) +2/3
b BottomBeauty (Beau) -1/3
t TopTruth (Vérité) +2/3

Solénoïde

Un solénoïde (gr. solen “tuyau, conduit” + gr. eidos “en forme de”) est un dispositif constitué d’un fil électrique enroulé régulièrement en hélice de façon à former une bobine longue. Parcouru par un courant, il produit un champ magnétique dans son voisinage, et plus particulièrement à l’intérieur de l’hélice où ce champ est quasiment uniforme. L’avantage du solénoïde réside dans cette uniformité qui est parfois requise dans certaines expériences de physique.

Spin

Le spin est une propriété quantique intrinsèque associée à chaque particule, caractéristique de la nature de la particule, au même titre que sa masse et sa charge électrique.
Le spin a d’importantes implications théoriques et pratiques. Il influence pratiquement tout le monde physique.

Supersymétrie

La supersymétrie (abrégé en SuSy) est une symétrie supposée de la physique des particules qui postule une relation profonde entre les particules de spin demi-entier (les fermions) qui constituent la matière et les particules de spin entier (les bosons) véhiculant les interactions. Dans le cadre de la SuSy, chaque fermion est associé à un « superpartenaire » de spin entier, alors que chaque boson est associé à un « super-partenaire » de spin demi-entier.

Synchrocyclotron

Le cyclotron perd de son efficacité quand on cherche à accélérer des protons au delà de 10 à 20 MeV, en raison de la variation relativiste de la masse qui perturbe le fonctionnement quand elle atteint une grandeur de 1 ou 2 %.

Un synchrocyclotron est un cyclotron dont la fréquence du champ électrique est changée (progressivement diminuée) pour compenser le gain de masse des particules accélérées pendant que leur vitesse commence à approcher la vitesse de la lumière. Le synchrocyclotron permet d’atteindre des énergies de l’ordre de centaines de MeV. Sa structure diffère de celle d’un cyclotron parce qu’il a un duant (Dee) simple au lieu de deux duants (Dees), la taille importante de l’électroaimant proportionnée à l’énergie désirée pour les particules. Le poids de l’électroaimant croit très vite avec l’énergie obtenue , comme le cube environ.

Dans un synchrocyclotron, c’est la dimension de l’électroaimant qui détermine l’énergie finale. La fréquence de résonance du système HF doit pouvoir varier facilement grâce à un condensateur variable intercalé entre le conducteur du duant (dee) et la paroi. Une tension continue, superposée à la tension HF est appliquée à l’électrode d’accélération pour faciliter l’extraction de la source d’ions.

Le synchrocyclotron est inapplicable aux électrons, parce que leur masse de départ est si petite que la variation de fréquence, au lieu d’être de 30 ou 40 % , serait dans le rapport de 1 à 500 ou 1000, irréalisable avec les techniques de radioélectricité.

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Dossier – L’Origine de l’Univers

On 03.02.2011, in Dossiers, by Mathieu
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Big Bang

Retranscription et récapitulatif d’un entretien avec Etienne Klein enregistré dans l’émission Ombres et lumières sur l’origine de l’Univers de Ciel et Espace Radio, entretien dans lequel il parle de son dernier ouvrage “Discours sur l’Origine de l’Univers

La Cosmogonie

La cosmogonie tente de décrire la formation de l’Univers, alors que la cosmologie est la science qui s’intéresse aux lois qui gouvernent l’Univers en tant que système physique.

Il paraît qu’il n’y a pas de culture sans cosmogonie (à vérifier auprès des anthropologues…).

Nature ontologique et législative de l’Univers

  • Avant Galilée on considérait qu’il existait un monde sub-lunaire fait d’une matière de 4 éléments et un monde supra-lunaire constitué d’une autre essence.
    • Donc 2 mondes constitués de 2 matières différentes.
  • Galiléeest probablement le premier à avoir décrit la notion d’Univers:
    • Il dit qu’il existe un seul monde constitué d’une seule matière partout la même (unité ontologique).
    • Il dit aussi que les lois de l’Univers sont les mêmes en tout point de l’Univers (espace) et à tout instant dans l’Univers (temps), elles sont universelles (unité législative):
  • Au sens moderne du terme, ce sont ces 2 unités (ontologiques + législatives) qui permettent de définir ce qu’on appelle un Univers.

Le Néant

  • La plupart des cosmogonies qu’on trouve dans toutes les différentes cultures envisagent que l’origine de l’Univers est issue du Néant, au sein duquel la lumière est apparue, et c’est ce qui a déclenché l’apparition d’un Univers en évolution.
  • Les chinois:
    • ne se posent cependant pas la question de l’origine, car ils n’ont pas la notion de Néant.
    • Pour eux, il y a toujours eu un Etre qui n’a pas cessé de se tranformer et de subir des mutations tout au long de son histoire qui n’a pas eu de commencement.
  • Le questionnement sur l’origine n’est pas aussi universel qu’on veut bien le croire, mais il est très présent dans la plupart des cultures (en l’occruence dans la judéo-chrétienne).
  • Si on essaie d’imaginer le Néant en fermant les yeux, tout de suite on en fait quelque chose.
  • Chaque fois qu’on pense le Néant, on lui attribue des propriétés qui le distingue du Néant.
  • L’idée de Néant est donc une idée destructrice d’elle-même.
  • On voit donc qu’on a de la peine à décrire le concept de Néant.

Le mot Origine

  • Le sens du mot “Origine” porte généralement l’idée:
    • du passage de l’absence de toute chose à quelque chose.
    • de la transformation du Néant qui devient autre chose que lui-même.
  • Cependant, cette idée de transformationliée au mot “Origine” n’est généralement pas présente quand on veut décrire l’Origine de l’Univers.
    • On constate souvent que quand on parle d’Origine de l’Univers, on a plutôt tendance à décrire quelque chose en amont qui permet d’expliquer comment la chose (en l’occurence l’Univers) dont on veut décrire l’Origine est apparue.
    • Autrerment dit ce qu’on appelle Origine est en réalité l’achèvement d’un processus antérieur qui a fait apparaître la chose (en l’occurence l’Univers) dont on dit qu’on a compris l’Origine.
    • Donc dans ce discours le mot Origine devient synonyme de Conclusion! Ce qui peut sembler être un paradoxe!
  • Notre culture a aussi tendance à nous emmener vers l’idée que si l’Univers a eu une histoire, c’est qu’il a eu un commencement et ce commencement résulte d’une Création et non d’une Transformation.
    • On met généralement en scène un être transcendant (par exemple Dieu) dont l’action sur le Néant a permis de créer l’Univers.
    • On parle d’ailleurs plutôt d’un Dieu réduit à sa fonction de créateur de l’Univers et non d’un Dieu garant de la perduration du monde.
    • Selon notre mode de pensée, l’Univers n’est pas né du Néant, on ne décrit pas l’Univers comme le résultat d’une transfomation à partir du Néant, notre Univers serait plutôt le résultat d’une Création.
  • En Occident, on a de la peine définir le changement (et notamment le changement orginel), à penser et décrire un état intermédiaire de transition entre le Non-Etre (Néant) et l’Etre (Univers).
  • Les grecs avaient aussi relevés une contradiction entre le concept de changement et l’idée d’identité:
    • Si une chose a changé, c’est qu’elle cesse d’être elle-même (puisqu’elle a changé).
    • Si au contraire, elle reste identique à elle-même, c’est qu’elle n’a pas changé.
  • Par exemple, quand on dit: “Une feuille d’arbre a changé” (elle était verte en été, elle est jaune en automne)
    • On pourrait très bien pensé et dire que: “La feuille verte a été remplacée par la feuille jaune”
      • Ce changement (apparant) pourrait donc se traduire par un remplacement.
      • Mais en réalité ce n’est pas ce qu’on veut dire.
    • On veut en réalité dire: “La couleur de la feuille de l’arbre a changé” (une propriétéde la feuille a changé, mais ça reste la même feuille).
      • Le sujet du verbe changer (la feuille) est précisément ce qui n’a pas changé dans la transformation.
  • Donc d’une manière plus générale, quand on dit que x a changé, le sujet du verbe changerx est précisément ce qui n’a pas changé.
    • On conceptualise le changement en utilisant la notion d’identité (donc d’invariance).
  • Notre langue en est en partie responsable car elle est ontologique:
    • nous désignons des objets et leur donnons une identité (chaise, vélo, étoile…).
    • La transformation se caractérise par un changement de la propriété de l’objet et non de l’objet lui-même (qui reste présent avant et après la transformation).
    • On peine à considèrer l’idée opposée qui consiste à dire que c’est la transformation elle-même qui est à l’origine des objets et de l’Univers (un objet est la manifestation d’une transition).

L’Origine de l’Univers

Notre manière de conceptualiser le changement en utilisant la notion d’identité fonctionnne-t-elle pour expliquer l’origine de l’Univers et des objets qui le constituent?

Origines secondaires

Pour décrire les origines des objets qui constituent l’Univers (tables, voitures, atomes, étoiles, galaxies…), notre manière de conceptualiser le changement avec la notion d’invariance fonctionnne:

  • par exemple les atomes sont formés dans les étoiles, et leur origine est le résultat d’une réaction nucléaire entre protons et neutrons (nucléons) appelée nucléosynthèse (fission, fusion nucléaire).
  • Ce sont les changements dans l’organisation de ces nucléons (via les réactions nucléaires) qui ont fabriqués les atomes.
  • On arrive donc à décrire ce changement en terme d’invariant:
    • Dans ce cas, les invariants sont les particules fondamentales (nucléons) qui étaient là avant et qui se combinent autrement pour former les noyaux d’atomes dans les étoiles.
    • On explique l’origine de la vie à partir des ingrédients préalables qui permettent l’apparition de la vie.
    • On explique l’origine des êtres physiques en invoquant d’autres êtres physique.
    • L’explication des origines secondaires est immanente.
  • Pour des objets d’origines secondaires, conceptuellement on explique l’Etre par l’Etre.

Vu qu’on est capable de décrire l’origine relative des objets qui constituent l’Univers, on croit être capable d’aller plus loin et pouvoir décrire l’origine de l’Univers lui-même.

Origine primaire

Pour décrire l’origine de l’Univers (sans action créatrice), est-ce que cette conception du changement qui conserve cette notion d’identité tient encore la route?

  • Si le Néant devient l’Etre (l’Univers), c’est qu’il y a un changement.
  • Mais selon notre conception, pour qu’il y ait changement, il faut que quelque chose ne change pas au cours du changement.
  • Qu’est ce qui dans le Néant peut ne pas changer, pour que le Néant devienne autre chose que lui-même?
  • On arrive au noeud irréductible de la question…
  • Car quand on veut expliquer comment le Néant a pu cesser d’être le Néant, on lui attribue alors des propriétés qui font que le Néant n’est plus le Néant (le Néant c’est le Rien, il ne peut avoir de propriétés).

Théorie unifiée du Tout

  • Parle-t-on d’unification ontologique?
    • Dans l’espace il n’y aurait alors qu’une sorte d’objets (par exemple des supercordes).
    • L’existence d’un élément fondamental qui engendrerait tous les objets présents dans notre Univers, objets qui acquièrent alors une origine secondaire par rapport à l’élément fondamental.
  • Parle-t-on d’unification législative?
    • Le contexte et un certain nombre de conditions ont permi l’émergence de l’existence de l’Univers.
  • Il faudrait pouvoir unifier les lois de la relativité générale (infiniment grand: gravitation) avec celles de la mécanique quantique(infiniment petit: force électromagnétique, intéraction faible et intération forte) au sein d’un formalisme unique.
    • Ces 2 modèles théoriques s’appuient sur des pilliers et statuts incompatibles:
      • La relativité générale décrit un espace-temps souple, dynamique et continu qui intéragit avec la matière qu’il contient.
      • La mécanique quantique décrit un espace-temps plat, statique et discret.
  • Une Théorie du Tout sera-t-elle capable de nous dire comment l’Univers est apparu?
    • Lors de l’apparition de l’Univers, les lois physique sur lesquelles repose cet Univers étaient-elles déjà là en attente d’Univers de façon transcendante? (existaient-elles avant l’Univers?)
    • Ou l’Univers crée-t-il plutôt en son sein ses lois physiques de façon immanente à mesure qu’il évolue?
  • Sera-t-on capable de trancher un jour cette question fondamentale? (l’oeuf ou la poule)
  • La question de l’origine de l’Univers est-elle un mystère (ne peut pas être expliquée) ou plutôt une énigme (un problème à résoudre)?
  • La question semble si difficile qu’on essaie de la simplifier conceptuellement en expliquant que l’Univers n’a pas d’origine!

L’histoire de l’Univers

On a compris que de manière générale, la plupart des objets qui constituent l’Univers ont une histoire et sont le résultat d’une évolution qui les a produit à partir d’états antérieurs qui ne les contenaient pas.

Mais dire qu’il y a de l’histoire dans l’Univers ne veut forcément pas dire que l’Univers a une histoire!

C’est au XIXème siècle qu’on a commencé à imaginer une histoire de l’Univers:

  • Quand on a élaboré la thermodynamique, on a appliqué les lois de la thermodynanmique d’une part aux objets qui constituent l’Univers, mais aussi à l’Univers lui-même.
  • => on en a conclu que l’Univers arriverait à une mort thermique (à la fin de son histoire).

Plus tard, on a utilisé la théorie de relativité générale pour analyser l’évolution de l’Univers et décrire son histoire passée:

  • La relativité générale considère que l’Univers dans sa totalité est un objet physique.
    • C’est-à-dire qu’on peut définir des paramètres physiques qui décrivent l’Univers tout entier.
  • Si on applique les équations de la relativité générale et qu’on remonte le temps, elles aboutissent à la description d’un Univers de plus en plus petit pour finalement terminer ponctuel.
  • Le physicien russe George Gamow a aussi montré que la contraction de l’Univers qui s’effectue lorsqu’on remonte le cours du temps correspond aussi à une élévation de température.
  • Donc l’Univers primordial semble avoir été:
    • Beaucoup plus petit (volume nul)
    • Beaucoup plus dense énergétiquement (densité infinie)
    • Beaucoup plus chaud (température infinie)

De là est née la notion Singularité initiale et de Big Bang.

  • Le Big Bang semble donc correspondre à l’apparition de:
    • la matière
    • de l’espace
    • du temps
    • de l’énergie
  • Le Big Bang serait alors l’instant zéro correspondant à la création de l’Univers.

Pourquoi ne pas donc considérer cet état primordial, cette Singularité initiale comme l’origine effective de l’Univers? En réalité cette extrapolation qui nous permet d’arriver à l’instant zéro est abusive!

  • Quand on remonte le cours du temps, la densité de matière et la température deviennent de plus en plus élevées.
  • L’énergie des particules qui se trouvent dans l’Univers devient aussi de plus en plus élevée.
    • Pour atteindre ces niveaux d’énergie, les particules ne sont plus soumises uniquement à la force de gravitation, elles subissent aussi l’effet des 3 autres forces fondamentales (électromagnétiques, l’intéraction forte et l’intéraction faible).
    • Et ces 3 intéractions ne sont pas décrites par la théorie de la relativité générale (qui décrit uniquement la force de gravitation).
  • Il y a donc un moment quand on remonte dans le passé où les équations de la relativité générale n’arrivent plus à décrire ce qui se passe.
    • Ce moment correspond au mur de Planck qui est apparu 10-43seconde après le Big Bang.
      • Le mur de Planck peut être calculé à partir de la constante de Planck, l’une des 3 constantes fondamentales universelles (constante de gravitation, vitesse de la lumière et constante de Planck).
      • Le mur de Planck peut ainsi être caractérisé soit par un durée (temps de Planck = 10-43 seconde),  soit par une longueur (longueur de Planck = 10-33 cm), soit par une énergie (1019 GeV).
    • On ne peut pas intégrer les équations de la relativité générale au delà dur mur de Planck et donc à fortiori extrapoller à l’instant zéro correspondant au Big Bang.
    • En amont du mur de Planck, nos théories physiques actuelles entrent en collision les unes avec les autres, le temps par exemple n’existe pas.
  • L’instant zéro apparaît donc comme un instant au-travers duquel l’Univers tel qu’il est décrit par nos lois physiques n’a jamais pu passer!

Pour passer le mur de Planck, et décrire l’évolution de l’Univers entre le mur de Planck et l’instant zéro, il faudrait pouvoir unifier au moyen d’un formalisme commun la théorie de la relativité générale (force de gravitation) avec la mécanique quantique (force électromagnétique + 2 intéractions nucléaires). Il existe quelques approches d’unification:

La théorie des cordes

  • Toutes les particules de la matière correspondent à des états de vibration uniques d’un particule fondamentale infiniment petite qui fait penser à une corde vibrante (dans un espace-temps multi-dimensionnel).
  • Si on tente de décrire l’Univers primordial avec la théorie des cordes, il arrivent un moment où les calculs deviennent trop compliqués et impossibles, car les cordes deviennent trop enchevêtrées.
  • Actuellement il n’est donc pas possible de décrire actuellement l’Univers primordial avec la théorie des cordes.
  • De plus la théorie des cordes ne peut pas être observée ni testée expérimentalement.

Cependant la beauté de la théorie des cordes réside autre part:

  • Elle décrit un espace-temps multi-dimensionnel (par exemple à 10 ou 11 dimensions) dans lequel il n’existe pas de gravitation.
  • Les objets qui sont dans cet espace-temps obéissent aux lois de la physique quantique et leur cinématique est décrite par la théorie relativité de la restreinte (théorie de la relativité qui ne prend pas en compte la gravitation).
  • Donc les prémisses de la théorie n’incluent pas la gravitation.
  • La beauté réside dans le fait qu’à partir des ces principes on aboutit aux équations de la relativité générale (qui elle intègre la gravitation).
    • La théorie des cordes fait apparaître le graviton comme la particule responsable de la gravitation.
    • La gravitation est donc déduite de la théorie des cordes, elle en est une conséquence.
  • La théorie des champs de la mécanique quantique peut aussi être prédite à partir de la théorie des cordes.

Mais la théorie des cordes nous dit une autre chose intéressante:

  • il ne peut y avoir dans l’Univers une température supérieure à un certain seuil de valeur finie.
  • la température dans l’Univers n’a jamais pu être infinie à aucun moment de son histoire et à aucun endroit de son espace!

Cette nouvelle notion nous amène à un scénario de Pré-BigBang:

  • Au lieu de dire l’Univers est né d’une explosion initale appelée Big Bang.
  • On dit que le Big Bang c’est le passage de l’Univers au travers d’une phase de contraction très dense et de réchauffement très intense jusqu’à atteindre la température maximale autorisée par la théorie des cordes, moment auquel l’Univers ne peut plus se contracter d’avantage car il a atteint la température maximale autorisée et du coup il rebondit sur lui-même.
  • Ce nouveau scénario supprime la notion de Singularité initiale et renforce la notion d’origine en terme de transition et changement.
    • Le Big Bang n’est plus qu’une transition de phase de l’Univers.
    • Il n’y a donc plus lieu de se poser la question du Néant et de ce qu’il y avait avant le Big Bang.

La théorie quantique à boucles

  • Cette théorie consiste à quantifier la gravitation.
  • Elle aboutit à l’idée que l’espace-temps est granulaire, discret, non-continu.
  • Il est composé des petits volumes élémentaires d’espace-temps (quantas ou atomes d’espace-temps) de taille non nulle et tel qu’on ne puisse pas avoir de volumes plus petits.
  • L’espace-temps ne peut pas être structuré en édifices plus petits que ces quantas.

Cette théorie nous amène aussi à un scénario de Pré-BigBang:

  • La notion de Big Bang comme Singularité initiale disparaît car la singularité correspond à un volume de taille nulle.
  • On dit que le Big Bang c’est le passage de l’Univers au travers d’une phase de contraction jusqu’à que sa taille corresponde à la taille d’un atome d’espace-temps, moment auquel l’Univers ne peut plus se contracter d’avantage car il a atteint la taille minimale autorisée et du coup il rebondit sur lui-même.
    • On parle alors d’une cosmogonie cyclique.
    • La notion d’origine disparaît à nouveau.

Le vide quantique

  • En mécanique quantique, les éléments fondamentaux de la matière sont formalisées par des quantas (états énergétiques) et représentées par ce qu’on appelle des champs quantiques (ondes).
  • Faire le vide c’est ce qui reste quand on a retirer toutes les particules (électrons, quarks, photons…).
  • Il ne reste alors plus que l’espace-temps (océan) dans lequel se trouvent des champs quantiques dans leur état d’énergie minimale (vague).
  • De là vient la notion de particule virtuelle, la particule n’existe pas, mais il existe par contre l’état de la particule dans son énergie minimale, énergie qui n’est pas assez intense (E=mc2) pour que la particule (électron…) existe et soit réelle.
  • Ce qu’on appelle le vide quantique, c’est l’espace-temps rempli de particules virtuelles.
  • Cette entité (espace-temps + champs quantiques) pourrait être la matrice de l’Univers (sa topologie).
  • Une fluctuation des particules virtuelles (champs quantique) de ce vide quantique aurait pu déclencher une expansion de l’Univers.
  • On imagine aussi la possibilité de milliards de fluctuations, avec à chaque fois l’apparition d’un nouvel univers => notion de multivers.
  • C’est comme si le vide ne pouvait pas rester tout à fait homogène, il serait instable.

L’Antimatère

  • Jusqu’en 1930, le monde des physiciens était exclusivement fait de matière composée de petites « briques élémentaires » appelées particules (électrons, protons,  photons).
  • Le physicien Paul Dirac, pour résoudre une équation de physique, postulat qu’il devait exister une autre particule, identique à l’électron, mais ayant une charge électrique opposée (positive).
    • Baptisée positron (antiélectron).
    • Confirmé en 1932 en analysant les rayons cosmiques venant de l’univers.
  • La loi de Stigler est à nouveau vérifiée:
    • loi selon laquelle une découverte scientifique ne porte jamais le nom de son auteur.
    • la paternité du positron revient toujours à Paul Dirac alors que Jean Becquerel avait déjà postulé l’existence d’électrons positifs en 1908 dans un article.
  • Cette théorie fut ensuite généralisée à toutes les particules que nous connaissons et l’ensemble de ces nouvelles particules constituent ce qu’on appelle l’antimatière.
  • Cependant, il faudra attendre:
    • 1955 pour découvrir l’antiproton.
    • 1995 pour créer le premier antiatome (antihydrogène) au CERN.
  • La différence qui caractérise l’antimatière est la charge électrique opposée:
    • Si on fait passer une particule et son antiparticule dans un champ magnétique, les 2 particules sont déviées dans des directions opposées.
    • Les antiparticules ont la même masse et le même comportement physique que leur homologue de matière.
  • Comme les charges sont opposées, matière et antimatière s’attirent mutuellement:
    • Lorsque matière et antimatière se rencontrent, elles se désintègrent et s’anihilent pour se transformer en énergie pure (E=mc²)
    • La matière est convertie intégralement en énergie sous forme de photons (rayonnement gamma).
  • Pour étudier l’antimatière, les physiciens étudient de près ce qu’ils appellent la symétrie CPT(Charge-Parité-Temps):
    • Lors d’une réaction particulière sur une particule, cette même réaction doit être observée sur son antiparticule mais de manière symétrique.
    • Tout est inversé : la charge (positif Vs négatif), la parité (droite Vs gauche) et le temps (le temps doit s’écouler à l’envers).
    • Un monde composé d’antimatière serait l’image de notre monde à travers un miroir.
  • Le problème, c’est que l’Univers n’est pas aussi symétrique qu’il n’y paraît:
    • Une théorie pour devoir prendre en compte le Big-bang doit stipuler qu’à l’origine, matière et antimatière ont du être créées en même temps et en quantité égale.
    • Si matière et antimatière étaient strictement identiques (en dehors de la charge électrique) et avaient été créées en quantités égales, on aboutit sur la non-existence de notre Univers, car matière et antimatière auraient du s’attirer très rapidement juste après le Big-Bang pour s’annihiler totalement.
    • La réalité semble tout autre : nous sommes bien là et notre univers semble être composé quasi exclusivement de matière!
    • Les astronomes et les cosmologistes auraient-ils perdu la moitié de l’Univers?
  • Ce qui peut expliquer cette observation est que matière et antimatière ne sont pas si symétriques que cela : on parle alors de violation de symétrie.
    • Les symétries entre matière et antimatière sont parfois non respectées et pourraient expliquer pourquoi toute l’antimatière a disparue aujourd’hui au profit de la matière.

L’observation de l’Univers

Le téléscope Hubble:

  • Le téléscope spatial Hubble aurait détecté tout récemment la galaxie la plus distante jamais identifiée dans l’Univers.
  • La lumière observée en provenance de cette galaxie aurait été émise il y a 13,2 milliards d’années, soit seulement 480 millions d’années après le Big Bang (âge total de l’Univers 13,7 milliards d’années).
  • Mais les astronomes peuvent uniquement observer la lumière émise du fond diffus cosmologique après le mur de Planck (10-43 seconde après le Big Bang).
  • L’Univers primordial ne peut donc pas être observé au-delà du mur de Planck.

Le LHC du CERN:

  • Un des postulats de la Physique nous dit que les lois de la Physique n’ont pas changé au cours du temps.
  • Au cour de l’évolution de l’Univers ce sont les conditions physiques qui ont changées (température…).
  • Grâce aux colisions de particules à hautes énergies, le LHC recrée aujourd’hui les conditions physiques du passé.
  • Comme les lois n’ont pas changé, on voit les phénomènes physiques du passé.
  • Cependant, les ordres de grandeurs sont incomparables:
    • Au LHC, on fait des colisions de protons à des énergies 3,5 TeV par proton (3500 GeV).
    • On fait donc des colisions entre 2 protons avec des énergies mises en jeu de 3,5 TeV + 3,5 TeV = 7 TeV = 7000 GeV
    • 7000 GeV c’est l’énergie cinétique d’un moustique en vol:
      • énergie qui est cependant répartie sur tous les atomes de celui-ci, donc dans ce cas l’énergie par particule est relativement faible.
    • Dans le cas du LHC, cette énergie est très concentrée sur un seul proton.
    • Au moment du mur de Planck, l’énergie d’une particule n’était pas celle d’un moustique en vol comme l’expérimente le LHC, mais celle d’un TGV roulant à 300 km/h.
    • Donc expérimentalement on voit qu’on est très loin des conditions physiques correspondant au mur de Planck.

Le AD (Décélérateur d’Antiproton) du CERN:

  • Fabriquer des antiparticules:
    • il faut disposer d’un accélérateur de particules.
    • En projetant des particules accélérées à grande énergie sur des cibles métalliques, on transforme l’énergie cinétique des particules en couple particule/antiparticule (E=mc² – ici l’énergie se transforme en masse – processus réversible).
  • Fabriquer des antiparticules est une chose, mais les physiciens veulent aller plus loin pour comprendre l’antimatière et pour cela, il faut fabriquer des antiatomes, c’est-à-dire un antinoyau formé d’antiprotons et d’antineutrons avec des positrons qui tournent autour.
    • En 1995, le CERN a réussi créer les premiers atomes d’antihydrogènes (le plus simple des antiatomes, composé d’un antiproton et d’un positron qui tourne autour).
    • mais ces antiatomes étaient trop volatiles, se désintégrant quasi instantanément et ne permettant aucune étude approfondie.
  • Le problème des physiciens n’est pas de « fabriquer » de l’antimatière mais de la « conserver» pour la manipuler et l’observer.
    • A cause des grandes énergies mise en jeu, les antiparticules créées vont pratiquement à la vitesse de la lumière et si elles rencontrent une particule de matière, elles s’annihilent immédiatement !
  • Il faut donc littéralement pouvoir freiner et ralentir l’antimatière pour pouvoir l’étudier:
    • Ce n’est donc plus accélérateur qu’il faut mais un décélérateur!
    • Le décélérateur AD du CERN mesure 188 mètres de circonférence.
    • Il permet de diminuer l’énergie d’antiprotons (de 3000 MeV à 5 MeV).
    • En d’autres termes, les antiprotons sont ralentit au tiers de la vitesse de la lumière.
  • le 17 novembre 2010, l’expérience ALPHA a réussi à capturer (piéger) des atomes d’antihydrogène.
    • Plus une particule est énergétique, plus elle est agitée et donc « chaude ».
    • L’idée est donc de refroidir l’antimatière le plus possible.
    • Les antiprotons sont envoyés à travers de pièges électromagnétiques pour les refroidir à environs -269°C (4 kelvins).
    • On procède de même avec des positrons et on met l’ensemble (antiprotons + positrons) dans une espèce de bouteille électromagnétique jusqu’à ce que le positron (positif) se mette à tourner autour de l’antiproton (négatif) pour former un antihydrogène.
      • l’idée est d’empêcher que ces antihiydrogènes entrent trop en contact avec la matière et s’anihile.
    • L’expérience ALPHA a montré qu’il est possible de conserver de cette manière des atomes d’antihydrogène pendant un dixième de seconde (un laps de temps suffisamment long pour pouvoir les étudier).
    • Sur les milliers d’antiatomes produits par l’expérience ALPHA, 38, selon le dernier résultat, ont été capturés suffisamment longtemps pour pouvoir être étudiés.
  • En observant le comportement de ces antiatomes ralentis, on espère pouvoir mettre en évidence certaines des violations de symétrie.

La Physique dispose donc d’un arsenal théorique très puissant, mais qui ne nous dit pas encore comment sélectionner la bonne théorie qui expliquerait l’origine de l’Univers parmi toutes les théories candidates.

Car pour pouvoir sélectionner le bonne théorie il faut pouvoir faire des expériences!

Etienne Klein

Source:

http://www.cieletespaceradio.fr/ombres_et_lumieres_sur_l_origine_de_l_univers.657.RENC_001

http://science-for-everyone.over-blog.com/article-l-antimatiere-mise-en-boite-au-cern-61588417.html

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