Monde de la physique : CERN

Fondé en 1954, le centre de recherche est surtout connu pour ses avancées scientifiques. Mais la compréhension internationale et les innovations socialement pertinentes comptent également parmi les grandes réussites du CERN.

Dès 1949, le physicien et prix Nobel Louis de Broglie proposait de créer un centre commun de recherche nucléaire en Europe. La communauté scientifique, déchirée par la Seconde Guerre mondiale, devrait se rassembler à nouveau et l’Europe ne devrait pas perdre le contact avec les grandes puissances que sont les États-Unis et l’Union soviétique. L’idée prend rapidement de l’ampleur et, après une série de conférences préparatoires, le moment est venu en 1954 : près de Genève, les représentants des douze États fondateurs posent la première pierre du centre de recherche du CERN.

Position de leader dans la recherche sur les particules

L’abréviation CERN signifie « Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire », c’est-à-dire Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire. Le centre était initialement destiné principalement à la recherche sur les noyaux atomiques. Mais l’attention s’est rapidement déplacée de plus en plus vers le domaine des particules élémentaires. Le premier accélérateur du CERN est entré en service en 1957. Dans le « synchro-cyclotron », les protons étaient maintenus sur une trajectoire en spirale par de puissants champs magnétiques. À chaque révolution, les particules chargées traversaient également des champs électriques et recevaient ainsi de plus en plus d’énergie jusqu’à ce que les scientifiques puissent enfin les utiliser pour leurs expériences.

Au bout d’un mois seulement, le nouvel accélérateur de particules a fait la première découverte : la désintégration d’une particule connue sous le nom de pion en deux particules élémentaires – un électron et un neutrino – a été démontrée, ce qui n’avait été prévu que théoriquement auparavant. L’accélérateur suivant suivit en 1959 et propulsa brièvement le centre de recherche au sommet du monde grâce aux énergies des particules atteintes. Le « Proton Synchrotron », un accélérateur en anneau d’une circonférence de 629 mètres, est toujours en service aujourd’hui et sert, entre autres, de pré-accélérateur pour le Grand collisionneur de hadrons.

Avec le LHC, entré en service en 2008, le CERN est à nouveau à l’avant-garde de la recherche sur les particules, 70 ans après sa création : le « Grand anneau de stockage de hadrons » a une circonférence de près de 27 kilomètres et est considéré comme l’anneau de stockage de particules le plus puissant. accélérateur du monde. Outre le LHC, le CERN exploite actuellement huit autres accélérateurs. Dans une large mesure, ceux-ci servent à amener les particules à des énergies élevées puis à les introduire dans le LHC – ou à ralentir les particules provenant du LHC.

Découvertes et innovations

L’un des résultats les plus importants de la recherche au CERN est la détection expérimentale des bosons W et Z en 1983. Les deux particules élémentaires interviennent dans l’interaction faible, l’une des forces fondamentales de la nature, et avaient déjà été prédites dans les années 1960. Carlo Rubbia et Simon van der Meer ont reçu le prix Nobel de physique en 1984 pour cette découverte au CERN. Un autre succès majeur a été la découverte du boson de Higgs. Pour expliquer la masse de diverses particules élémentaires, François Englert, Robert Brout et Peter Higgs ont introduit dans les années 1960 un nouveau mécanisme physique. À cela s’ajoutait l’existence du boson de Higgs, finalement détecté grâce au LHC en 2012. Un an plus tard, Englert et Higgs recevaient le prix Nobel de physique pour leurs travaux.

Aujourd’hui, environ 17 000 personnes originaires de 110 pays différents travaillent et font des recherches au CERN. Le nombre d’États membres est désormais passé à 23. Mais les réalisations techniques que nous devons au CERN ont également une importance sociale : afin de faciliter l’échange d’informations et de données, Tim Berners-Lee a développé en 1989 le World Wide Web, base de l’Internet omniprésent d’aujourd’hui. Et les méthodes autrefois développées pour la détection de particules sont désormais également utilisées dans de nombreux autres domaines, par exemple dans le diagnostic médical.