2500 chercheurs, une supermachine, une nouvelle perspective de l’univers
01 avril 2008
Le physicien Claude Leroy de l’Université de Montréal joue un rôle clé au sein de l’équipe internationale qui a conçu le plus gros détecteur de particules au monde
Dans les entrailles de la Terre, à 100 mètres de profondeur à proximité de Genève, en Suisse, se trouve une « supermachine » de 27 km de circonférence, le « Gand collisionneur de hadrons » (LHC), conçue pour lever le voile sur les mystères de l’univers.

Claude Leroy, professeur de physique à l’Université de Montréal, fait partie des 2500 scientifiques de 37 pays recrutés dans le but de concevoir, tester et construire le détecteur ATLAS de la « supermachine » qui offrira une nouvelle perspective de ce qui s’est passé lors du Big Bang et dans les instants qui ont suivi. Conçu pour le CERN, (l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire), le détecteur ATLAS, avec ses 46 mètres de longueur, 25 mètres de hauteur – soit la superficie de trois terrains de football -- et 7000 tonnes, est le plus gros des quatre détecteurs exploités au sein de la « supermachine » en question.

Le Pr Leroy était chargé des études sur la radiation et l’irradiation réalisées en vue d’assurer le fonctionnement harmonieux du détecteur ATLAS. Ses travaux ont également mené à une percée mondiale, soit la création du dispositif MPX, un petit appareil fixé un peu partout dans le détecteur ATLAS qui utilise des détecteurs au silicium à pixels pour mesurer en temps réel la signature spectrale et la composition de la radiation à l’intérieur et autour du détecteur ATLAS.

Essentiellement, les petits engins captent des images des particules produites et de leurs interactions à l’intérieur du détecteur et de son environnement, dont les neutrons et les photons.

Il a également pris part aux études physiques sur la production de leptons lourds et de leptons excités, sur les quarks et sur la supersymmétrie, portant un intérêt particulier aux neutralinos candidats de la matière sombre. Les efforts du Pr Leroy se sont révélés essentiels à la viabilité du détecteur ATLAS qui au cœur de la« supermachine » est le plus gros détecteur de particules au monde.

En effet, avant même que le démarrage du LHC n’ait lieu, quelque 38 000 tonnes de matériel de la « supermachine » doivent être refroidies à 456 degrés Fahrenheit sous zéro pour assurer la supraconductivité des aimants. Pour ce faire, on aura recours à de l’hélium liquide. Certaines portions des calorimètres d’ATLAS utilisent de l’argon liquide refroidi à 312 degrés Fahrenheit sous zéro.

« Le champ de radiation produit par l’exploitation du LHC et d’ATLAS étant plus puissant que celui d’un réacteur nucléaire, il est donc primordial que leur conception respecte tous les aspects de la physique », estime le Pr Leroy.

Big Bang virtuel de la supermachine
Les conditions recréées par le LHC seront apparentées à celles du Big Bang – lequel, selon plusieurs scientifiques, est à l’origine de l’Univers. Elles seront induites par la collision de deux faisceaux de particules à une vitesse approchant celle de la lumière.

On estime qu’à ce jour, un maigre quatre pour cent de l’Univers a pu être représenté graphiquement; la « supermachine » permettra peut-être de répondre aux questions suivantes lors de sa mise en marche à l’été 2008 :

· De quoi est constitué l’autre 96 pour cent de l’Univers?

· Comment les particules acquièrent-elles leur masse?

· Pourquoi la nature préfère-t-elle la matière à l’antimatière?

· Qu’y a-t-il au-delà de la dimension terrestre?