fermerclose

Anglais, Aidan Randle-Conde a travaillé sur l’expérience ATLAS du CERN pour le Southern Methodist University de Dallas. Il a rejoint l’ULB en août 2013 pour étudier, à partir de l’expérience CMS, le boson Z prime. Particule massive, le boson Z prime pourrait ouvrir la voie à une autre physique au-delà du Modèle Standard, et peut-être jouer le rôle de la matière noire.
Aidan était au CERN lors de l’annonce du 4 juillet 2012. «J’ai dormi devant l’auditoire pour être certain d’avoir une place ! Je voulais vivre ce moment historique en direct et le faire partager à un maximum de personnes. J’ai assisté à tout, avec mon ordinateur sur les genoux, prêt à envoyer des tweets et à alimenter mon blog. C’était une atmosphère très agréable, de nombreux jeunes physiciens étaient présents. Le CERN est un lieu étonnant, où vous pouvez collaborer avec des physiciens du monde entier: j’y ai travaillé plus longtemps qu’aux Etats-Unis parce que c’est là que la physique des particules se fait; désormais, les aller-retour Bruxelles-Genève seront plus faciles».

fermer la fenêtre
fermerclose

Pascal Vanlaer est arrivé au CERN pour la première fois il y a 20 ans. «J’ai consacré ma thèse de doctorat au développement d’une des solutions technologiques pour une partie du détecteur CMS. Ensuite, j’ai préparé l’analyse des données, sur base de simulations sur ordinateur. Aujourd’hui, je participe à l’analyse des données récoltées par CMS.
Le CERN ? Ce n’est pas « simplement » un centre européen comme son nom le dit mais bien le plus grand laboratoire de physique des particules au monde avec une grande diversité d’activités ; il dispose du plus grand collisionneur, il accueille plus de la moitié de la communauté des physiciens des particules. C’est donc un endroit extraordinaire pour rencontrer les meilleurs spécialistes, échanger des idées, parfaire sa formation, susciter des nouveaux développements technologiques…
C’est aussi un fonctionnement assez unique dans la communauté scientifique : le CERN n’a pas d’autorité sur les équipes et pourtant tout le monde collabore. Chacun est bien sûr content de contribuer et d’associer son nom à telle avancée importante ou d’être reconnu comme le premier à avoir telle idée mais en final, tous les chercheurs nourrissent un seul et même intérêt scientifique, difficile à atteindre et qui les pousse donc à travailler ensemble.»

fermer la fenêtre
fermerclose

Luca Perniè mène une thèse de doctorat en co-tutelle entre l’ULB et l’Université de Rome dont il est originaire. Son sujet l’amène régulièrement au CERN puisqu’il étudie la production de paires de bosons Z lors de collisions de protons, qui peut être pour la première fois mesurée avec précision au LHC. Mieux comprendre comment ces paires de bosons sont produites permet de tester le Modèle Standard et ses limites. « Je peux réaliser au CERN des expériences, analyser des données comme nulle part ailleurs. J’y apprends énormément aussi en observant comment travaillent des experts. C’est étonnant, nous venons des quatre coins du monde, nous sommes tous différents et pourtant, nous parlons tous une même langue, celle de la physique des particules. C’est très productif d’être là-bas ».

fermer la fenêtre
Témoignages

Cliquez sur les photos pour lire les témoignages

Aidan Randle-Conde, postdoctorant, laboratoire de physique des particules élémentaires

Pascal Vanlaer, chargé de cours, laboratoire de Physique des particules élémentaires

Luca Perniè, doctorant, laboratoire de Physique des particules élémentaires

CERN: une aventure humaine et scientifique

Une grande découverte en Physique? Le boson de Brout-Englert-Higgs CERNé! Barbara Clerbaux, maître de recherche du FNRS au laboratoire de Physique des particules élémentaires de l'ULB nous parle en 2012 de l'expérience CMS:

Parmi les plus grands et prestigieux laboratoires scientifiques du monde, le CERN réunit quelque 608 instituts et universités, dont l’ULB, présente depuis la création du CERN.

Le CERN est novateur, original, précurseur dans sa création-même : sa Convention constitutive prévoit « d’assurer la collaboration entre les États européens pour les recherches nucléaires de caractère purement scientifique et fondamental, ainsi que pour d'autres recherches en rapport essentiel avec celles-ci ». Le texte est rédigé en 1954 : situé de part et d’autre de la frontière franco-suisse, près de Genève, le CERN figure alors parmi les premières organisations à l’échelle européenne.

Aujourd’hui, pas moins de 608 instituts et universités de quelque 113 nationalités utilisent les installations du CERN - et en particulier le LHC, le plus grand collisionneur de hadrons inauguré en 2008, à 100 mètres sous terre - pour mieux comprendre les composants fondamentaux de la matière ainsi que les forces auxquelles ils sont soumis.

Le plus grand collisionneur

Parmi ces partenaires, l’ULB, présente depuis 1954 et plus particulièrement le service de Physique des particules élémentaires, en Faculté des Sciences. Près de la moitié du laboratoire travaille sur l’expérience CMS, une des quatre expériences installées auprès du LHC, qui réunit autour d’elle quelque 4300 chercheurs et techniciens, issus de 179 universités ou instituts de 41 pays.

« Je suis ingénieur de formation, j’ai commencé à travailler sur l’expérience CMS lors de ma thèse de doctorat, il y a bientôt 20 ans » explique Pascal Vanlaer, chargé de cours à la Faculté des Sciences. Les chercheurs de l’ULB ont en effet participé à la conception et à la construction du détecteur central de l’expérience : le LHC accélère des faisceaux de particules à des énergies très élevées et à une vitesse proche de celle de la lumière et les fait entrer en collision.

Ils se sont ensuite impliqués dans la préparation des outils statistiques et des algorithmes qui permettent de traiter les données récoltées – le résultat des collisions - ainsi que dans la préparation des analyses via des simulations sur ordinateur. Enfin, ils participent à l’analyse des données collectées au LHC, dans des conditions proches de celles des premiers instants de l’Univers, immédiatement après le Big Bang et donc à la fabuleuse découverte du boson de Brout-Engler-Higgs faite l’été dernier.

Equipements futurs

« La nouvelle particule découverte en Juillet 2012 par les collaborations CMS et ATLAS semble être bel et bien le boson prédit par les professeurs Robert Brout, François Englert et Peter Higgs » observe Barbara Clerbaux, maitre de recherche du FNRS au laboratoire de Physique des particules élémentaires.

« L’existence de ce boson scalaire est tout à fait essentielle pour valider le processus d’acquisition de la masse des particules élémentaires et donc le Modèle Standard. Mais ce Modèle Standard laisse encore beaucoup de questions ouvertes, notamment sur la nature de la matière noire, l’asymétrie matière/antimatière dans l’Univers, l’existence possible de dimensions supplémentaires de l’espace-temps, etc., pour lesquelles une nouvelle physique est indispensable. » ajoute Barbara Clerbaux.

Au CERN, les chercheurs de l’ULB explorent cette probable « nouvelle physique » dans différentes directions : en étudiant en détails les propriétés du boson de Brout-Englert-Higgs ; en mesurant très précisément certains processus et en tentant de repérer des déviations par rapport aux prédictions du Modèle Standard ; en recherchant directement de nouvelles particules échappant au Modèle Standard comme des particules prédites par les modèles de grande unification ou des modèles supposant l’existence de dimensions spatiales supplémentaires; ou encore en recherchant d’autres nouveaux bosons scalaires plus massifs.

« Le LHC est à l’arrêt jusqu’en 2015, ce qui signifie que nous travaillons actuellement sur les données récoltées en 2011 et en 2012 tout en préparant la nouvelle prise de données : amélioration du détecteur, du système de déclenchement, des analyses,…. En avril 2015, le LHC devrait redémarrer à une énergie plus élevée de 13 TeV (contre 8 TeV en 2012). Il fonctionnera pendant 3 ans, ce qui devrait nous permettre de récolter 4 à 5 fois plus de données qu’en 2011-12. Après un nouvel arrêt d’un an et un nouvel upgrade, le LHC devrait fonctionner entre 2019 et 2021 à la même énergie mais avec une luminosité encore plus grande, ce qui permettra de tripler le nombre de données récoltées entre 2015 et 2018. Grace à la haute énergie et la grande quantité de données attendues, les physiciens du LHC espèrent pouvoir découvrir de nouvelles particules ou mettre en évidence de nouveaux effets non attendus. Le futur du LHC à plus long terme est en pleine discussion pour le moment au CERN, c’est ce que nous appelons la ‘phase 2’ du LHC. A partir de 2022, nous devrions multiplier par 10 la quantité d’événements enregistrés (par rapport à la phase 1), ce qui va nous obliger à améliorer considérablement le détecteur, l’électronique, etc afin de résister aux conditions extrêmes de fonctionnement. Notre laboratoire commence déjà à y réfléchir : récolter autant de données nécessitera de pouvoir détecter les événements les plus intéressants, en un temps très court et de les qualifier précisément. Les défis scientifiques et technologiques sont encore nombreux et stimulants ! » souligne Barbara Clerbaux.