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Le Grand collisionneur de hadrons (LHC)

Le Grand collisionneur de hadrons (LHC) est le plus grand et le plus puissant accélérateur de particules du monde. Il est aussi la dernière machine à être venue enrichir le complexe d’accélérateurs du CERN : son démarrage a eu lieu le 10 septembre 2008. Cet anneau de 27 kilomètres est jalonné d’aimants supraconducteurs, associés à des structures accélératrices qui augmentent l’énergie des particules qui y sont propulsées.

Dans l'accélérateur, deux faisceaux de particules de haute énergie circulent à une vitesse proche de celle de la lumière avant d'entrer en collision. Les faisceaux se déplacent dans des directions opposées, dans des tubes distincts placés sous ultravide. Un puissant champ magnétique généré par des électroaimants supraconducteurs les guide tout au long de leur parcours dans l’accélérateur. Ces aimants sont composés de bobines d’un câble électrique spécial qui, parce qu’il est à l’état supraconducteur, conduit l’électricité sans la moindre résistance ni perte d’énergie. Le secret derrière cette performance ? Les aimants sont maintenus à moins 271,3 °C, une température plus basse que celle de l’espace intersidéral. Aussi une grande partie de l’accélérateur est-elle reliée à un système de distribution d’hélium liquide, qui refroidit les aimants, et alimentée par d’autres services.

Le Grand collisionneur de hadrons (LHC) est le plus grand et le plus puissant accélérateur de particules du monde. (Image: CERN)

Des milliers d’aimants de nature et de taille différentes guident les faisceaux le long de l’accélérateur. On utilise notamment 1232 aimants dipolaires (de 15 mètres de long) pour courber les faisceaux et 392 aimants quadripolaires (de 5 à 7 mètres de long) pour concentrer les faisceaux. Juste avant la collision, un autre type d’aimant vient resserrer les particules et augmenter la probabilité des collisions. Réaliser une collision entre des particules aussi minuscules exige une précision comparable à celle qu’il faudrait pour faire se percuter deux aiguilles lancées à 10 km de distance.

Toutes les commandes de l’accélérateur, ses services et son infrastructure technique sont regroupés au Centre de contrôle du CERN. C’est à partir de là que les faisceaux du LHC sont guidés pour entrer en collision en quatre points de l'anneau où se situent quatre détecteurs de particulesATLAS, CMS, ALICE et LHCb.

Explorez la Salle de contrôle du CERN avec Google Street View (Image: Google Street View)

 

Technicians get around the tunnel on bicycles

Des faits et des chiffres [PDF]

Combien de kilomètres de câble y a-t-il dans le LHC ? Quelle est la pression dans le tube de faisceau ? Découvrez les réponses dans le guide pratique du LHC

Téléchargez le guide du LHC [PDF]

CERN firefighters during their daily safety training

La sûreté du LHC

Le CERN prend la sécurité très au sérieux. Le rapport du Groupe d’évaluation de la sécurité des collisions du LHC (LSAG) confirme que les collisions du LHC ne présentent aucun danger et qu’il n’y a pas lieu de s’en inquiéter

Pour en savoir plus sur la sûreté du LHC

LHC

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3 Jun 2015 – Suivez les événements depuis le centre de contrôle avec le live blog "LHC saison 2 : aux frontières de la physique" .

5 avr. 2015 – Après deux années de travaux intenses de maintenance et de consolidation le LHC est de nouveau en service

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5 mai 2015 – Ce matin, pour la première fois depuis deux ans, le LHC a généré des collisions proton-proton à l'énergie d'injection : 450 GeV par faisceau.

10 avr. 2015 – La nuit dernière, les opérateurs du LHC ont fait circuler un faisceau à une énergie de 6,5 TeV – l’une des nombreuses étapes avant les collisions

9 avr. 2015 – Les protons à présent de retour dans le LHC, les opérateurs s’attachent à régler précisément la machine en vue des premières collisions à 13 TeV.

2 avr. 2015 – Les premiers faisceaux pourraient circuler dans la machine entre samedi et lundi prochains

1 avr. 2015 – Des physiciens du Laboratoire européen pour la physique des particules ont annoncé qu’une force invisible assure la cohésion de la galaxie