Le but de cette machine, c’est Simone Ragoni, physicien au CERN, qui va nous l’expliquer:
«Les physiciens des particules sont un peu comme les biologistes de l'Univers. Vous savez que les biologistes ont besoin de microscopes? Nous avons des collisionneurs à la place.»
Il poursuit:
«En effet, seuls les collisionneurs de particules peuvent fonctionner comme le plus petit des microscopes. Comment existons-nous ici? Comment pouvons-nous avoir une masse? Comment est-il possible qu'à partir de quelque chose comme un Big Bang, des protons et des noyaux se soient formés, que des étoiles aient vu le jour? Et à partir de tout cela, de ces merveilles de la nature, toute la vie autour de nous. Ce sont les questions auxquelles répond la physique des particules.»
Tout ce qui compose l’Univers, comme une pomme, un smartphone ou nous-même, est fait de molécules. Si nous zoomons sur ces molécules, on voit des atomes. Un nouveau zoom sur ces atomes, on voit qu’ils sont composés d’électrons avec un noyau au milieu. Et si nous zoomons encore, on arrive à voir des protons et des neutrons. Un dernier zoom et apparaissent des quarks et des gluons.
C’est justement pour comprendre pourquoi quarks et gluons ont commencé à se coller et pourquoi toutes les particules ont gagné de la masse qu’a été créé le LHC. Dans cette machine à remonter le temps de 27 kilomètres de long, on essaye de reproduire les conditions exactes du Big Bang.
Concrètement, on fait accélérer de petites particules pour qu’elles finissent par se rentrer dedans. Avec une vélocité qui bat tous les records: les particules traversent les 27 kilomètres du LHC environ 11’000 fois… par seconde.
Et quand il y a carambolage de deux atomes, des plus petites particules qui les composent émergent de nouvelles particules.
Vient alors l’opportunité d’analyser ces toutes petites particules, les quarks et les gluons. Et c’est super intéressant puisque peu après le Big Bang, les scientifiques pensent que les quarks et les gluons étaient libres. Ils n’étaient pas bloqués dans des protons et des neutrons, eux-mêmes prisonniers d’un atome… Ça ne s'est jamais reproduit depuis!
En analysant ces toutes petites particules, les physiciens du CERN ont découvert:
le boson de Higgs,
les pentaquarks,
les tétraquarks,
l'oddéron.
Pour expliquer l’importance de ces découvertes, laissons Simone Ragoni nous l’expliquer:
«Le boson de Higgs, ce n'est pas la fin de l'histoire: nous devons encore étudier ses propriétés. Et s'il n'y avait pas qu'un seul boson de Higgs? Et si la supersymétrie était réelle? Et si la matière noire pouvait être découverte au LHC? L'avenir de la physique des particules, c'est maintenant!»
En somme, ces découvertes font avancer notre compréhension actuelle de l'univers, qui reste bien incomplète.