A technician works in the LHC (Large Hadron Collider) tunnel of CERN, 2016.

Jean Delaunay

« Un changement de paradigme » : des scientifiques européens vont étudier les particules cachées ou « fantômes » de l’Univers

L’Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) lance un projet qui, selon les chercheurs, pourrait les aider à découvrir les particules fantômes cachées qui composent la structure de l’Univers.

Les scientifiques du plus grand accélérateur de particules au monde vont se doter d’un nouvel outil qui, selon les chercheurs, pourrait les aider à découvrir les tissus cachés de l’Univers.

L’Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) construit un nouveau supercollisionneur appelé **Futur collisionneur circulaire**, qui est 1 000 fois plus sensible aux soi-disant « particules cachées » que les équipements que l’organisation exploite déjà.

Les supercollisionneurs permettent aux scientifiques de recréer les conditions du Big Bang, la théorie physique qui décrit l’expansion initiale de l’Univers.

Le nouvel appareil écraserait les particules contre une surface dure plutôt que les unes contre les autres, ce qui est la technique actuellement utilisée par les scientifiques pour comprendre de quoi est fait l’Univers.

Le collisionneur fait partie du projet de recherche de particules cachées (SHiP) du CERN : un projet en cours de réalisation depuis 10 ans qui étudiera certaines des particules les plus faibles de l’espace.

Le Dr Richard Jacobsson, physicien principal au CERN, a déclaré que ce projet pourrait constituer une « énorme avancée » qui redéfinit la façon dont les scientifiques envisagent la création de l’Univers.

« SHiP est l’une de ces expériences potentiellement révolutionnaires qui pourraient réellement nous conduire vers un tout nouveau régime de connaissances, non seulement sur notre Univers, mais aussi sur notre position dans l’Univers », a déclaré Richardson dans une interview.

« Une grande partie de ce que nous avons supposé jusqu’à présent pourrait en réalité être très différente. »

Les scientifiques n’ont jamais réussi à détecter ce type de particules auparavant, a déclaré Richardson, car ils ne disposent pas de la technologie adéquate pour le faire.

Que sont les particules fantômes ?

Tout ce que nous pouvons voir à l’œil nu depuis l’espace, y compris les étoiles et les planètes, représente environ cinq pour cent de la matière réelle de l’Univers, a déclaré Richardson.

Les 95 pour cent restants sont jusqu’à présent répartis entre environ 26 pour cent de matière noire et 69 pour cent d’énergie noire, selon Richardson.

Les scientifiques utilisent le modèle standard, qui reconnaît 17 particules différentes, pour expliquer de quoi est constitué l’Univers.

En 2012, les scientifiques du CERN ont découvert une nouvelle particule du modèle standard appelée boson de Higgs avec un grand collisionneur de hadrons, une découverte qui leur a valu le prix Nobel de physique un an plus tard.

Depuis lors, les scientifiques n’ont pas réussi à utiliser ce même collisionneur pour mesurer les particules cachées qui pourraient également constituer la matière noire et l’énergie noire, mais qui ne font pas partie du modèle standard.

« (La découverte du boson de Higgs) a comblé un trou sans prédire quelque chose de nouveau », a déclaré Richardson.

« L’idée de ce projet est née presque par hasard avec des personnes de différents domaines souhaitant explorer la physique sous un autre angle. »

Les particules « cachées » ou fantômes sont invisibles et ont des connexions plus faibles que celles que les scientifiques ont déjà découvertes, ce qui les rend difficiles à détecter. Il est possible que ces particules constituent une partie ou le reste de l’Univers, a déclaré Richardson.

De nouvelles particules dans le Grand collisionneur de hadrons déjà au CERN peuvent être détectées jusqu’à un mètre du lieu de la collision, mais les particules cachées restent invisibles beaucoup plus longtemps avant de se révéler.

Ainsi, les détecteurs du nouveau collisionneur du projet SHiP seront placés plus loin et produiront davantage de collisions sur un fond fixe afin d’identifier enfin ces particules.

Le projet SHiP travaillera aux côtés des autres expériences du CERN, dont le Large Hadron Collider.

La construction des nouvelles installations souterraines du SHiP débutera en 2026 et les premières expérimentations auront lieu vers 2032.

Le futur collisionneur circulaire, quant à lui, démarrera au milieu des années 2040 mais n’atteindra pas son plein potentiel avant 2070, selon un rapport de la BBC.

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