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Les Défis du CEA

PublicationL'élégante traque du boson de Higgs

Les Défis du CEA No Hors-série – Parution : Décembre 2013

Les Défis du CEA reviennent sur l'aventure autour de la découverte du fameux boson de Higgs...

partie 1

Une théorie écrite à plusieurs mains, toutes illustres

Le lagrangien du modèle standard © F.Deliot/CEA - Le lagrangien du modèle standard est l’équation mathématique la plus élégante, en termes de simplicité et de compacité, et la plus complète à ce jour pour décrire la physique des particules. Les particules élémentaires, constituants ultimes de la matière, sont décrites dans le modèle standard de la physique, ainsi que les interactions qui les unissent. Après de nombreux obstacles, parmi lesquels le problème de la masse des particules, cette théorie trouve enfin la pièce qui lui manquait : le boson de Higgs.

  • Une histoire modèle
  • L’élaboration d’un modèle abouti, par Jean Zinn-Justin
  • Infographie : le modèle standard de la physique des particules
  • La masse, la symétrie et le vide…, interview d’Etienne Klein


Infographie : Le modèle standard de la physique des particules


partie 2

Histoire d'une petite fabrique de particules

Vue centrale du détecteur Atlas du LHC © CERN 2006 - Vue centrale du détecteur Atlas du LHC, avec ses huit bobines
entourant le calorimètre avant sa mise en place au centre du détecteur.
Pour débusquer le boson de Higgs les physiciens et ingénieurs du CERN ont conçu l’accélérateur de particules le plus puissant au monde, le LHC, dont deux des quatre détecteurs (Atlas et CMS),sont dédiés à cette traque. Un gigantisme au service d'une particule infiniment petite...

  • Des microscopes géants pour sonder la matière
  • Le LHC, antre de la création… de nouvelles particules
  • Portfolios : Les quadripôles du LHC, le toroïde d’Atlas, les calorimètres électromagnétiques de CMS et d’Atlas, le spectromètre à muons d’Atlas
  • Infographie : détecteur de particules
  • Des millions de milliards de données en ligne


Infographie : Détecteur de particules


partie 3

Signé boson de higgs

Collision proton-proton d’une énergie de 8 TeV © CERN - Collision proton-proton d’une énergie de 8 TeV, enregistrée par le détecteur CMS en 2012. L’émission d’une paire de bosons Z, dont l’un se désintègre
en deux électrons (lignes vertes) et l’autre en deux muons (lignes rouges), pourrait provenir de la désintégration d’un boson de Higgs.
Identifié dans Atlas et CMS avec un niveau de confiance de 99,97 %, le boson de Higgs est présenté au monde entier le 4 juillet 2012. Les physiciens profitent à présent de la maintenance du LHC, de 2013 à 2015, pour consolider leurs analyses. Peu à peu, ils entrevoient les horizons de la nouvelle physique et réfléchissent déjà aux machines du futur pour continuer cette quête scientifique et humaine inédite.

  • Les connaissances avant le LHC
  • En ce jour du 4 juillet 2012…
  • Un modèle de « coopétition », par Michel Spiro
  • Du côté d’Atlas et de CMS, interview croisée de Gautier Hamel de Monchenault et Bruno Mansoulié
  • Portfolio : Portraits-robots du boson de Higgs
  • Vers la nouvelle physique
  • L’aventure technologique continue pour le CEA
  • Une quête pour la connaissance, au service de l’humanité, interview de Philippe Chomaz


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