LHC : premières collisions entre les deux faisceaux de protons

[physikaddict]

Un grand merci à Gwyddon !

Futura est ainsi à la pointe de l'actualité physique.

[_Goel_]

Sinon, sans vouloir jouer les rabat joie... comment se comporte le système ? stable ? on est encore aux premiers tatonnements, ou on est plus confiant qu'il y a un an avant l'incident ?

(PS : qui d'entre vous a mis les premières captures d'écran des collisions en fond d'écran/écran de veille ? )

[SK69202]

Bonjour,

C'est comme le périphérique...y-a deux sens de circulation...

Vu,.

@+

[LaRacineCarree]

C'est comme le périphérique...y-a deux sens de circulation...

Je ne connais pas en détail le fonctionnement du LHC mais je sais qu'on utilise des aimants (donc des champs magnétiques) pour agir sur la trajectoire des particules chargées (force de Lorentz)

Par contre vu que les protons circulent dans les 2 sens, il y a 2 "circuits" distincts (mais concentriques) avec des champs magnétiques orientés dans des directions opposées non ?

[Paminode]

ce sont bien des faisceaux de protons qui entrent en collision au LHC. Des collisions protons-antiprotons ont en revanche lieu au collisionneur Tevatron, au Fermilab (près de Chicago).

Bonjour,

Quels sont les intérêts relatifs de ces deux techniques : protons-protons ou protons-antiprotons ?

Monsieur Gwyddon (ou quelqu'un d'autre) ?

Merci

Paminode

[humanino]

Quels sont les intérêts relatifs de ces deux techniques : protons-protons ou protons-antiprotons ?

C'est beaucoup plus difficile de faire un faisceau d'antiprotons. Cependant, la situation est significativement differente entre le Tevatron et le LHC : aux Tevatron, il reste une composante de valence significative, donc faire une collision proton-antiproton garde un sens "particule-antiparticule", alors qu'au LHC, le proton est totalement domine par la mer, en fait, a toutes fins pratiques, c'est un sac de glue.

[Paminode]

la situation est significativement differente entre le Tevatron et le LHC : aux Tevatron, il reste une composante de valence significative, donc faire une collision proton-antiproton garde un sens "particule-antiparticule", alors qu'au LHC, le proton est totalement domine par la mer, en fait, a toutes fins pratiques, c'est un sac de glue.

Bonjour Humanino,

Désolé, je n'ai pas compris l'explication.

Paminode

[Gwyddon]

Bonjour Paminode,

Je vais essayer de t'éclaircir ce que veut dire humanino, dit autrement définir les mots qui te posent problème car sinon son explication est claire (une fois que l'on sait de quoi on parle )

Un proton, un neutron, et plus généralement un hadron (c'est aussi valable pour un méson) est la plupart du temps représenté comme constitué de quarks : 3 pour les hadrons, 2 pour les mésons (une paire quark/antiquark).

Ainsi le proton est un triplet u/u/d (u=up, d=down). Ces constituants sont appelé les quarks de valence.


La cohésion du proton est assurée par un échange permanent de gluons entre ces quarks de valence, et plus généralement par une interaction avec le vide de l'interaction forte. Lors de ces interactions on peut aussi voir d'autre quarks apparaître puis disparaître.

D'où le mot mer : on peut imaginer les 3 quarks comme surfant sur une mer constituée de quarks et de gluons (une soupe serait plus parlante même). C'est une représentation plus fidèle en définitive que de se réduire aux trois quarks de valence.

Cette mer porte en fait la plus grande partie de l'impulsion du proton, d'où son importance.

Plus l'énergie du proton est élevée, plus l'importance de la mer vis-à-vis des quarks de valence augmente (on peut se le représenter comme une soupe de plus en plus agitée qui submerge les pauvres quarks de valence marins )

C'est donc pour ça qu'humanino a dit qu'au LHC, le proton devient en fait un sac de glue : il est dominé par la mer et les gluons qui la constituent en grande partie. La distinction particule/antiparticule de ce fait devient moins pertinente (et ceci explique l'utilisation de collisions protons/antiprotons à cette énergie au LHC : il est plus facile de créer des protons, et donc la luminosité de l'accélérateur sera plus importante qu'au Tévatron, sans pour autant changer significativement les phénomènes étudiés par rapport à une collision proton/antiproton)

Cordialement,

[Paminode]

Bonjour Gwyddon,

Merci pour ces explications.
Donc si j'ai bien compris, au fur et à mesure que les protons gagnent en énergie, les quarks "de valence" (ou "réels") augmentent peu ou pas en énergie. L'énergie acquise est plutôt acquise par les gluons et le vide, d'où apparition de particules virtuelles (la "mer") plus nombreuses ?
Et cette mer est plutôt constituée de gluons virtuels que de quarks (et sans doute d'antiquarks) ?

(et ceci explique l'utilisation de collisions protons/antiprotons à cette énergie au LHC :

Protons/antiprotons ou protons/protons au LHC ?

il est plus facile de créer des protons, et donc la luminosité de l'accélérateur sera plus importante qu'au Tévatron, sans pour autant changer significativement les phénomènes étudiés par rapport à une collision proton/antiproton)

S'il est plus facile de créer des protons que des antiprotons et si l'on gagne en luminosité, pourquoi les techniciens du Tevatron avaient-ils choisi le système protons/antiprotons ?

(Désolé pour mes questions naïves...)

Paminode