Tout est prêt pour lancer la course qui peut révéler les secrets les plus cachés de l’univers : deux projets parallèles seront développés au CERN pour découvrir les particules inédites que nous supposons cachées derrière la dynamique quantique.
Les scientifiques du CERN, l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire, ont approuvé la construction d’une nouvelle installation pour abriter une expérience révolutionnaire qui pourrait découvrir des particules inédites situées au-delà du boson de Higgs.
Ce projet, mené par des chercheurs de l’Imperial College de Londres, marque une nouvelle ère dans la recherche de particules dites de « secteurs cachés », capables d’expliquer, par exemple, la matière noire et les oscillations des neutrinos, ainsi que l’origine de l’asymétrie des baryons dans l’univers.
Ces particules fantômes interagissent très faiblement, voire pas du tout, avec les particules du modèle standard de la physique des particules, notre cadre théorique actuel qui décrit le monde quantique.
Particules clés
Les physiciens soupçonnent depuis longtemps que ces mystérieuses particules pourraient détenir la clé pour résoudre certaines des plus grandes énigmes de la physique moderne.
Professeur Andreï Golutvinedu Département de physique de l’Imperial College de Londres, dirige l’expérience appelée Search for Hidden Particles (SHiP), qui utilisera une approche innovante : elle sera mille fois plus sensible aux particules fantômes que les appareils actuels.
Au lieu de faire entrer en collision les particules les unes avec les autres, comme dans le cas du Grand collisionneur de hadrons (LHC), SHiP fera entrer en collision les particules avec un bloc de matériau. Cela augmente considérablement les chances que les particules fantômes se désintègrent et soient détectées par les capteurs de l’expérience.
Faible interaction
L’expérience SHiP est conçue pour être très large dans sa recherche, recherchant une variété de particules qui n’interagissent que très faiblement avec la matière ordinaire, y compris, par exemple, des leptons neutres lourds, des photons sombres, des scalaires sombres, des particules similaires aux axions et de la lumière supersymétrique. particules (sgoldstines, etc.). Il étudiera également différents types de matière claire et sombre, constituées de particules censées interagir très faiblement.
Le détecteur intègre deux dispositifs complémentaires conçus pour rechercher des particules cachées, à la fois par désintégrations visibles et par diffusion de signaux dus au recul des électrons ou des noyaux. De plus, l’installation est idéale pour étudier les interactions des neutrinos tau.
À l’intérieur du CERN
SHiP sera construit au sein des installations existantes du Cern et fonctionnera aux côtés de toutes les autres expériences de l’organisation nucléaire, dont la plus grande est le Grand collisionneur de hadrons (LHC).
Le LHC recherche les 95 % manquants de l’Univers depuis son achèvement en 2008 avec un budget de 4,385 milliards d’euros.
Jusqu’à présent, aucune particule non collectée dans le modèle standard n’a été trouvée. Le plan est donc de construire un nouveau collisionneur trois fois plus grand et beaucoup plus puissant.
Tout en un
Ce futur collisionneur circulaire a un coût initial estimé à 14 milliards d’euros, soit pratiquement le triple de celui du LHC. Son lancement est prévu au milieu des années 2040, mais il n’atteindra son plein potentiel de chasse aux particules qu’en 2070.
Cependant, l’expérience SHiP devrait démarrer la recherche de nouvelles particules en 2030 et coûtera cent fois moins cher, environ 111 millions d’euros.
L’idée du CERN est de développer les deux projets car il estime que toutes les approches sont nécessaires pour trouver les particules qui mèneraient à l’une des plus grandes avancées de la physique de tous les temps.
Il faudra attendre plusieurs décennies pour voir les résultats possibles de cette recherche.