La zone Nord du CERN fête 40 ans de physique

Apr 05, 2019

Si le CERN est connu pour ses collisionneurs, les expériences avec cibles fixes y ont elles aussi une longue tradition, et elles représentent un élément essentiel du paysage de la physique. Parmi celles-ci se trouve notamment des expériences alimentées par le Supersynchrotron à protons (SPS), qui fournit régulièrement des faisceaux de protons de haute énergie à la zone Nord, sur le site de Prévessin du CERN. Pour marquer les 40 ans écoulés depuis la première publication de résultats de physique des expériences de la zone Nord et célébrer la myriade d'expériences qui ont étudié nombre de questions fondamentales et qui continuent d'enrichir le programme du Laboratoire, un colloque, qui sera retransmis par webcast, aura lieu au CERN le 3 avril.

Dans les expériences avec cible fixe, un faisceau de particules entre en collision avec une cible immobile, ce qui produit dans la plupart des cas des particules secondaires, utilisées pour des études spécifiques. Les machines à haute énergie telles que le SPS, qui produit des faisceaux de protons d’une impulsion allant jusqu'à 450 GeV/c, donnent aux produits secondaires une forte accélération vers l'avant ; on obtient ainsi des sources intenses de particules secondaires et tertiaires tels qu'électrons, muons et hadrons. Par rapport aux expériences utilisant des collisionneurs, les expériences avec cible fixe sont généralement plus spécialisées, et elles sont consacrées à des mesures de précision qui demandent un important travail de statistiques, comme par exemple les mesures portant sur des désintégrations extrêmement rares.

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Les protons qui quittent le Supersynchrotron à protons (SPS) pénètrent dans un poste de cible (en bas à gauche) ; de là, ils sont dirigés vers 6 km de lignes de faisceaux secondaires, qui alimentent des expériences situées dans trois halls. (Image: https://gis.cern.ch

Les expériences à cible fixe de la zone Nord vont de la pionnière NA1, qui a mesuré jusqu'en 1992 la photoproduction de bosons vecteurs et de bosons scalaires, à l'expérience actuelle NA64, qui étudie le secteur sombre.Parmi les résultats marquants de ces expériences, on peut citer les premières études du plasma quarks-gluons, le premier signal direct de la violation de CP (charge-parité), et une compréhension détaillée de la façon dont les nucléons acquièrent leur spin à partir des quarks et des gluons. Les premiers muons de la zone Nord du CERN ont été observés au début de l'exploitation de mise en service, en mars 1978, et le premier article de physique – portant sur une mesure du taux de production de paires de muons issues de l'annihilation quarks-antiquarks – a été publié en 1979 par l'expérience NA3.

 

 

Aujourd'hui, le programme de physique de la zone Nord est plus dynamique que jamais, etcela devrait continuer : de nombreuses propositions pour de nouvelles expériences, allant de l'étude des désintégrations très rares et de la matière noire légère à l'étude de la chromodynamique quantique (CDQ) avec des faisceaux d'hadrons et d'ions lourds, pointent à l'horizon. Il y a même une étude en cours sur une éventuelle extension la zone Nord avec un faisceau de protons de très haute intensité supplémentaire, qui alimenterait une installation dite d'arrêt de faisceaux. Pour en savoir plus sur les recherches en physique menées dans la zone Nord, lisez cet article du CERN Courier (en anglais), sur lequel est basé le présent texte. 

 

 

Suivez en direct la retransmission en ligne de l'événement. 


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