L'accélérateur de particules du CERN qui va donner un nouveau souffle à la physique

Une nouvelle génération de collisionneurs, appelés accélérateurs de champ de sillage à plasma, peut étudier la physique fondamentale de nouvelles manières en faisant quelque chose que le Large Hadron Collider ne peut pas faire : la collision d'électrons

Par Joshua Howgego

21 février 2023

Les résultats des collisions de protons absorbés par les écrans du LHC

Fichet, Jacques Hervé/CERN

POUR VOUS RENDRE à l'expérience d'Edda Gschwendtner, vous entrez dans un petit bâtiment brutaliste du CERN, le laboratoire européen de physique des particules situé à la périphérie de Genève, en Suisse. Vous montez dans l'ascenseur et descendez 50 mètres dans une vaste chambre souterraine. Après une série de portes de sécurité jaunes, vous devez parcourir un kilomètre le long d'un tunnel en pente descendante - c'est pourquoi Gschwendtner utilise généralement l'un des petits vélos blancs garés à l'intérieur des portes.

Elle développe un type prometteur d'accélérateur de particules qui pourrait nous aider à découvrir une nouvelle physique. Depuis la découverte du boson de Higgs en 2012, la physique des particules n'a pas vraiment progressé. Ainsi, les pensées se tournent vers des machines qui peuvent nous aider à sonder la réalité de différentes manières.

L'expérience sur laquelle Gschwendtner travaille, appelée AWAKE, crée une onde de plasma - un gaz de particules chargées - et envoie des électrons la parcourir. Alors que la plupart des collisionneurs deviennent plus gros et plus chers, cette machine souterraine et ses semblables, connus sous le nom d'accélérateurs de champ de sillage à plasma, sont compacts. Ne vous laissez pas berner par leur taille, cependant - ils emballent un coup de poing. Par rapport au vaste grand collisionneur de hadrons (LHC) du CERN, sur une distance définie, la technologie de champ de sillage plasma peut gérer des accélérations beaucoup plus fortes. "Jusqu'à un facteur 1000 de plus", explique Gschwendtner.

Il s'avère efficace. Au cours des dernières années, AWAKE a remporté une série de succès dans l'accélération d'électrons sur une distance de quelques mètres. L'année dernière, il a passé un test crucial, et les chercheurs se préparent maintenant à l'amener à des énergies plus élevées. …