Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers

Atlas est l'un des détecteurs installés auprès du LHC, le collisionneur à protons du Cern dédié à l'étude du Boson de Higgs et à la recherche de nouvelle physique au delà du modele standard, qui est entré en fonction en 2008.

Objectifs :

Atlas est l'un des deux détecteurs généralistes installés auprès du LHC, qui est entré en fonction au Cern en 2008. Atlas se propose d’explorer un nouveau domaine de la physique expérimentale. La mise en évidence de processus nouveaux et de nouvelles particules modifierait notre compréhension de la matière et de l’énergie, ainsi que les forces régissant notre Univers depuis son origine. Des questions primordiales se posent : Pourquoi et comment les particules fondamentales, qui n’avaient à la naissance de l’Univers ni leur structure ni leur masse actuelle ont-elles acquis des masses si différentes ? Pour répondre à cette question, des théories prédisent l’existence d’une nouvelle particule, le boson de Higgs, dont le champ aurait conféré leur masse à toutes les autres. La particule de masse d'environ 125 GeV dont la découverte a été annoncée par ATLAS et CMS en 2012 a toutes les propriétés pour etre ce boson de Higgs. Il existe cependant des théories qui prédisent l'existence de plusieurs bosons de Higgs. De nouvelles particules sont aussi attendues dans le cadre des extensions du modèle standard de la physique des particules : il s’agit des particules de la super-symétrie, qui associe à toutes les particules des partenaires, dotées de propriétés différentes mais apparentées. Cette super-symétrie impliquerait-elle des dimensions supplémentaires de l’espace-temps ou encore des trous noirs miniatures ?

Au tout début de l’Univers, la matière et l’antimatière existaient en quantité égale. Si la matière et l’antimatière étaient les images symétriques exactes l’une de l’autre, elles auraient dû s’annihiler totalement pour ne laisser que l’énergie. Pourquoi alors reste-t-il un excès de matière qui a pu former les galaxies, le système solaire et … nous-mêmes ? Le LHC reproduira les conditions dans lesquelles était l’Univers juste après le Big Bang, afin de nous aider à comprendre les causes de l’état actuel de l’Univers. Il nous donnera la possibilité d’expliquer pourquoi la matière la plus abondante dans l’Univers est la matière cachée, encore inconnue. Si elle est constituée de nouvelles particules, Atlas pourrait être en mesure de les découvrir.

Thèmes/programmes associés

• Les constituants ultimes de la matière / La physique au LHC
• Aimants et accélérateurs / Les aimants supraconducteurs
• Innovation pour les systèmes de détection / Développements de détecteurs
• Innovation pour les systèmes de détection / Traitement du signal et systèmes « temps réel »