Jusqu’au 10 août, à Chicago, les physiciens des particules qui travaillent sur les expériences du LHC présentent plus de 100 nouveaux résultats, dont plusieurs analyses basées sur les dernières données collectées. Près de 400 chercheurs travaillant dans les laboratoires du CNRS et du CEA sont impliqués dans ces expériences.
Les résultats présentés
Les excellentes performances du LHC :
Les expériences ont déjà accumulé 5 fois plus de données qu’en 2015, depuis que le collisionneur fonctionne à l’énergie record de 13 TeV (le nombre de collisions visées pour toute l’année 2016 sera peut-être atteint dès cet été). Ces performances permettent aux physiciens de mesurer des processus très rares : certains ont lieu moins d’une fois par milliard de collisions.
Confirmation des mesures des processus prédits par le modèle standard à l’énergie inédite de 13 TeV :
Atlas et CMS ont pu observer le boson de Higgs, découvert en 2012 à 7 et 8 TeV. Une telle quantité de données permet d’étudier précisément les couplages du boson de Higgs aux autres particules, ce qui est aussi une voie de recherche de la physique au-delà du modèle standard.
Distribution de la masse invariante en 4 leptons (électrons ou muons) reconstruite par l’expérience ATLAS. Le pic en bleu est le boson de Higgs de masse 125 GeV, le pic en rouge correspond au boson de la force électrofaible appelé Z.
En haut : distribution de la masse invariante en 2 photons reconstruite par l’expérience CMS. L’excès d’événement à 750 GeV vu dans les données 2015 a disparu après l’analyse des données plus nombreuses en 2016. La distribution est compatible avec un bruit de fond formé de deux photons qui ne sont pas corrélés entre eux.
En bas : la soustraction des données avec un ajustement des données compatibles avec du bruit de fond est bien compatible avec zéro.
La « bosse » à 750 GeV :
Atlas et CMS recherchent également des signes de production de nouvelles particules, et alors qu’un excès d’événements à deux photons équivalent à une masse de 750 GeV (soit une potentielle particule inconnue) avait provoqué un intérêt considérable avec les données de 2015, cet excès n’a pas été confirmé avec l’ensemble plus important des données de 2016 : il s’agirait donc d’une fluctuation statistique.
Matière & AntiMatière :
LHCb a découvert un mode de désintégration inconnu du méson B0 (formé d’un antiquark b et un quark d). Cette nouvelle mesure va permettre de progresser dans la compréhension d’une violation de symétrie appelé CP (Charge-Parité) liée aux différences encore inexpliquées entre matière et antimatière.
Plasma de quark et de gluons :
La collaboration ALICE présente quant à elle les nouvelles mesures des propriétés du plasma de quarks et de gluons avec les données enregistrées en décembre 2015 en collisions d’ions Plomb. L’étude de la viscosité du plasma montre qu'il coule presque comme un liquide idéal, et confirme le comportement observé à des énergies d’ions lourds inférieures.
La participation française au LHC
Membre fondateur du Cern, la France est pays hôte du LHC (comme la Suisse) : à ce titre, elle finance sa construction et son fonctionnement à hauteur de 14,6 % du budget (qui est de 9 milliards de dollars). Par ailleurs, le CNRS, le CEA et les universités françaises participent à la conception et à l’intégration des instruments scientifiques ainsi qu’à la collecte et à l’analyse des données.
Plusieurs laboratoires et instituts rattachés au CNRS et au CEA sont impliqués dans les expériences Atlas, CMS, Alice et LHCb. Le programme de mises à jour des détecteurs s’appuie également sur un fort potentiel technique, d'ingénierie et de réalisations?.
En savoir plus
Le communiqué de presse du Cern
Comprendre l'interprétation statistique au LHC
Comprendre comment fonctionnent les recherches avec le LHC : De l’idée à la découverte en 12 étapes
Chronique BD du LHC de début juillet réalisée par Lison Bernet
