Le plus grand atome du monde au monde pourrait être une mise à niveau.
Le Grand collisionneur de hadrons (LHC), situé au Laboratoire du Cern à la frontière suisse-française, a été construit il y a plus de dix ans avec deux buts en tête. Premièrement, pour établir l’existence du Boson de Higgsla particule de pierre angulaire du modèle standard de physique des particules, prédit tout le chemin dans les années 1960; Et deuxièmement, pour trouver de nouvelles particules, en particulier celles qui pourraient valider l’un des nombreux concurrents des théories physiques au-delà du Modèle standard.
Mais alors que le LHC a prouvé un succès en ce qui concerne les Higgs, dont l’existence a été confirmée par les scientifiques du CERN en 2012, l’atome Smasher a également été un échec en ce qui concerne les nouvelles particules. Malgré plus d’une décennie de recherche, le collisionneur n’a trouvé aucune trace de physique au-delà du modèle standard.
Ne pas trouver de nouvelles particules n’est pas exactement une mauvaise chose. Les résultats négatifs continus ont réfuté de nombreux modèles alternatifs, ce qui signifie qu’au moins les scientifiques savent quelles idées sont mauvaises et ne valent plus la peine de travailler. Mais un manque de résultats positifs a également laissé moderne physique des particules Dans l’obscurité, avec peu ou pas d’indices sur les idées hypothétiques pourraient encore valoir la peine d’être poursuivies.
Le LHC, aussi puissant que pour voir les particules subatomiques, a un angle mort. Il a été conçu avec certaines particules hypothétiques à l’esprit, en particulier celles qui ont une charge électrique et qui n’ont pas de durée de vie longue. Et il existe une classe de particules hypothétiques, connues sous le nom de particules neutres à longue durée de vie, qui peuvent glisser par les deux principaux détecteurs de LHC sans préavis. Ainsi, la machine géante a peut-être révélé une nouvelle physique chaque jour, mais ces particules étaient indétectables.
Ce fait n’a pas été perdu sur les concepteurs originaux du LHC. Peu de temps après le début du collisionneur, une équipe s’est rassemblée pour concevoir un détecteur complémentaire pour rechercher des particules à longue durée de vie. Ce détecteur, connu sous le nom de Mathusla – du nom de Methuselah, le personnage biblique qui a censé vivre pendant plus de 900 ans, et signifie Hodoscope de timing massif pour les particules neutres ultra-stables – est dans ses étapes de conception finales, Selon un rapport Par plus de 30 scientifiques impliqués dans le projet, publiés le 26 mars au serveur Preprint Arxiv.
Si le financement reste sur la bonne voie, l’équipe espère commencer la construction cette année.
Mathusla éveillé
Mathusla se composera d’une chambre géante de 130 pieds (40 mètres) de diamètre, remplie de l’air et entourée de banques de détecteurs. Il serait placé à environ 330 pieds (100 m) du faisceau de collisive principal, avec de la saleté et de la roche remplissant l’espace entre les deux.
En physique des particules, « longue durée » est un terme relatif. Dans ce cas, de nombreuses particules hypothétiques ont une durée de vie d’environ quelques centaines de nanosecondes – une éternité par rapport à la grande majorité des particules qui sont actuellement étudiées au LHC.
Si Mathulsa fonctionne, le détecteur complémentaire attendra que l’une de ces particules à longue durée de vie pénètre dans la chambre principale. Là, il se décomposera dans une douche d’autres particules, et les banques de capteurs chercheront leur lueur révélatrice.
Les particules à longue durée de vie pourraient donner aux physiciens un aperçu de la nature détaillée du boson de Higgs, des compagnons possibles des Higgs et des explications sur les raisons pour lesquelles la force de la gravité est si faible. Ils peuvent même aider à révéler l’identité de matière noire – La substance mystérieuse qui devrait représenter environ 85% de toutes les matières dans l’univers et qui reste pourtant largement inconnue de la science.
Avec des résultats aussi passionnants potentiellement à portée de main, espérons simplement que nous n’aurons pas à attendre 900 ans pour que Mathusla soit construite.
