CMS observe un phénomène potentiellement nouveau et intéressant

Image d’une collision proton-proton à 7 TeV dans CMS avec production de plus de 100 particules chargées - Crédit: CERN

Après bientôt six mois d’exploitation, les expériences LHC commencent à observer des signes de phénomènes potentiellement nouveaux et intéressants. Selon des résultats annoncés aujourd’hui par la collaboration CMS, des corrélations ont été observées entre des particules produites à 7 TeV lors de collisions proton-proton.

Certaines collisions proton-proton au LHC peuvent produire une centaine de particules, voire plus. La collaboration CMS a étudié ces collisions en mesurant les corrélations angulaires entre les particules qui fusent à partir du point de collision. Il est apparu que certaines de ces particules sont intimement liées, d’une manière qui n’avait encore jamais été observée dans les collisions de protons.

Ce phénomène est subtil et de nombreuses vérifications et études ont été effectuées pour s’assurer qu’il est bien réel. Il comporte des similitudes avec des phénomènes observés dans les collisions de noyaux au RHIC du Laboratoire national de Brookhaven (États-Unis), qui ont été interprétés comme pouvant être dus à la création de matière dense et chaude dans les collisions. La collaboration CMS a toutefois souligné que plusieurs explications possibles devaient être envisagées ; c’est pourquoi les données expérimentales sont au cœur de la présentation qu’elle fait aujourd’hui aux physiciens au CERN, dans le but de déclencher une discussion plus générale sur le sujet.

« Nous avons maintenant besoin de plus de données pour analyser complètement ce qui se passe et faire nos premiers pas dans la nouvelle physique, un nouveau monde que le LHC, nous l’espérons, va nous permettre de découvrir », a indiqué Guido Tonelli, porte-parole de CMS.

L’exploitation du LHC avec des protons devrait continuer jusqu’à la fin du mois d’octobre, ce qui permettra à la collaboration CMS de recueillir davantage de données pour analyse. Puis, jusqu’à la fin de 2010, le LHC fera entrer en collision des noyaux de plomb.

Ces développements seront aussi suivis avec attention par la collaboration ALICE, autre expérience du CERN, dont le détecteur est optimisé pour étudier les collisions de noyaux. Comme les expériences au RHIC, ALICE a pour but d’étudier l’état dense et chaud de la matière qui aurait existé quelques fractions de secondes juste après le Big Bang. L’objectif est de comprendre comment on est passé de cet état à la matière nucléaire ordinaire qui constitue aujourd’hui notre Univers. L’observation de collisions proton-proton produisant un grand nombre de particules est de bon augure pour cette nouvelle phase de l’exploitation du LHC.

Après avoir présenté des résultats sur les domaines connus de la physique lors des conférences au début de l’été, les expériences du LHC commencent à explorer de nouveaux territoires. ATLAS a récemment repoussé les limites du champ de recherche du quark excité, et LHCb a mis en évidence des « atomes » formés de quarks et d’antiquarks beauté.

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