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La Collaboration CMS avec nos remerciements particuliers à Elizabeth Clements and Katie Yurkewicz.

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1 La Collaboration CMS avec nos remerciements particuliers à Elizabeth Clements and Katie Yurkewicz

2 LINTRIGUE Lantimatière est produite en grande quantité au Grand Collisionneur de Hadrons du CERN (LHC), elle est volée et cachée dans la citée du Vatican- une vraie bombe! Le compte à rebours pour lannihilation du Vatican démarre La course dans Rome pour éviter la destruction et la mort.

3 LE CERN VU DHOLLYWOOD Le CERN existe près de Genève Cest une Organisation Internationale Cest un labo top secret Le LHC doit aider à la compréhension de lUnivers Le LHC va fabriquer de lantimatière Les salles de contrôle sont en souterrain près de laccélérateur On fait de la recherche sur des sources d énergie alternatives A la pointe de la technologie

4 LANTIMATIERE Ca existe Cest produit au LHC Quelques grammes suffiraient à détruire Rome Quest-ce que cest ? LAntimatière dans une boite (from Angels and Demons)

5 QUEST-CE QUE LA MATIERE ?

6 Ces 2 Quarks et 1 Lepton constituent tout LUnivers connu Le Zoo des particules – Notre compréhension actuelle QuarksLeptons up down charm strange top bottom electron muon tau electron neutrino muon neutrino tau neutrino

7 Pour construire un Univers protonsneutrons A multiplier par des milliards et milliards et milliards et milliards … electrons Atome dHelium

8 UN UNIVERS © NASA NASA, ESA/JPL-Caltech/B. Mobasher (STScI/ESA)

9 Pour chaque type de particule Il y a une antiparticule OU VA SE LOGER LANTIMATIERE? Les particules et les antiparticules ont des charges électriques de polarités opposées up down electron electron neutrino anti-up anti-down positron Anti-electron neutrino Mais, ce quon peut dire, cest quil ny a quasiment pas dantimatière existant de manière naturelle dans notre Univers …..

10 Anti-Tom HanksTom Hanks MATIERE VS. ANTIMATIERE Devraient avoir lair très très semblables

11 MATIERE VS. ANTIMATIERE Mais quand ils se rencontrent…

12 La bombe à antimatière de ANGELS & DEMONS Rome et menacée par ¼ de gramme d antimatière Lannihilation de ¼ g matière + ¼ g dantimatière = 10 kilotonnes de TNT (environ la moitié de la bombe qui detruisit Nagasaki) Plus que suffisant pour détruire le Vatican! Mais est-ce vraiment réalisable? ¼ gramme

13 L antimatière constitue la moitié de ce qui est produit dans les collisions de CMS mais sannihile dès quelle rencontre la matière en une fraction de seconde. Si CMS pouvait accumuler toute l antimatière, cela prendrait encore 5 millions dannées pour en obtenir ¼ g

14 LANTIMATIERE NE PEUT PAS ETRE UNE MENACE Cest loin d être portable… © CERN

15 LANTIMATIERE NE PEUT PAS ETRE UTILISEE POUR: Une source dénergie alternative Il faut fabriquer chaque antiparticule Ca demande beaucoup plus d énergie quon en récolte... Vaisseaux spatiaux Le CERN du film anges et démons plus spectaculaire que le vrai CERN...??? Voyons

16 Lun des circuits les plus rapides de la planète … Plusieurs milliers de milliards de protons lancés à 99, % de la vitesse de la lumière vont effectuer plus de fois par seconde le tour de lanneau de 27 km

17 Pour accélérer des protons à une vitesse proche de celle da la lumière, il faut un vide aussi poussé que celui de lespace interplanétaire. Latmosphère dans le LHC sera 10 fois moins dense que sur la Lune. Lespace le plus vide du système solaire …

18 Lun des endroits les plus froids de lUnivers … Le LHC, avec une température en exploitation denviron -271 degrés Celsius, 1,9 degrés seulement au dessus du zéro absolu, est plus froid que lespace intersidéral

19 Lorsque deux faisceaux de protons entrent en collision, ils engendrent, dans un espace minuscule et pour une fraction dune seconde, des températures plus dun milliard de fois supérieures à celles qui règnent au centre du Soleil. Les points les plus chauds de la galaxie … Simulation of a collision in the CMS experiment

20 Chaque jour, environ scientifiques du monde entier effectuent leur recherches au CERN 20 Etats Membres Européens, environ 60 pays qui collaborent à nos projets scientifiques

21 Pour sélectionner et enregistrer les signaux issus des 600 millions de collisions de protons par seconde, les scientifiques construisent des appareils gigantesques qui mesurent les particules avec une précision inédite. Les détecteurs les plus grands et les plus complexes jamais construits …

22 Le détecteur CMS à Cessy

23 Un détecteur gigantesque … Situé en sous sol à une profondeur de 100 m Le détecteur a un diamètre de 15 m et une longueur de 21.5 m Pèse deux fois plus que la tour Eiffel Utilise le plus grand et plus puissant électroaimant jamais construit

24 …avec une précision inouïe La conception et la construction ont duré presque 20 années Comme une camera digitale à plus de 75 millions de pixels prenant 40 millions de photos à la seconde

25 POURQUOI?

26 LE MYSTERE DE LANTIMATIERE Il y a 14 milliard dannées, le Big Bang a crée la matière et lantimatière en quantités égales Nous existons parce quil ny a plus dantimatière Où est elle donc passée? Pourquoi la nature préfère-t-elle la matière? NASA/STScI/G.Bacon

27 OU EST PASSEE LANTIMATIERE ? Apres plus de 50 années de recherche nous savons: Quelques particules se comportent différemment de leurs antiparticules La différence nest pas assez grande pour expliquer lunivers comme il se présente Il doit y avoir un autre effet Comme le LHC produira matière et antimatière en quantités égales, létude détaillée des deux pourrait nous éclairer.

28 quarksleptons... LE MYSTERE DE LA MASSE La raison pourrait être lexistence dune nouvelle particule appelé le Boson de Higgs

29 QUY A TIL LA HAUT? Lastronomie nous enseigne: La matière que nous connaissons (i.e. protons, neutrons et électrons) ne constituent que 5 % de lunivers Le reste est la matière noire Et de lénergie noire SLAC/Nicole Rager

30 LA MATIERE NOIRE Noir car nous ne pouvons pas la détecter directement Des effets sur des galaxies nous disent quelle est bien là Pourrait consister de particules pas encore découvertes: SUPERSYMMETRIE? Le LHC pourrait créer ces particules et CMS pourrait les détecter indirectement

31 LA VERITE SE TROUVE QUELQUE PART PAR LA Lexpérience CMS auprès du Grand Collisionneur de Hadrons amène la Physique en territoire inexploré. De nouveaux processus ou nouvelles particules pourraient changer notre compréhension de lénergie, la matière et lespace. Nous pouvons améliorer nos connaissances des forces de base qui ont façonné notre Univers depuis son origine et qui détermineront son destin.

32 Mais quest ce que le CERN avec ces particules, ces accélérateurs et ces détecteurs a à faire avec notre vie de tous les jours?

33 Accélérateurs: développés dans les laboratoires de physique sont utilisés dans les hôpitaux Courtesy of IBA Hadron Therapy A peu près 9000 des accélérateurs dans le monde daujourdhui sont utilisés pour la médecine.

34 Détecteurs: développés dans les laboratoires de physique sont utilisés pour limagerie médicale PET (Positron Emission Tomography) utilise de lantimatière (positrons) Courtesy NIH

35 Dautres retombées… WWW - 20 ans dâge !

36 MERCI BEAUCOUP Pour de plus amples renseignements: angelsanddemons.cern.ch

37 En conclusion, le CERN … cherche à répondre aux questions concernant notre Univers stimule des avancées technologiques éduque les ingénieurs et scientifiques de demain unit les nations autour de la science cherche à répondre aux questions concernant notre Univers stimule des avancées technologiques éduque les ingénieurs et scientifiques de demain unit les nations autour de la science

38 CERN: Une recherche globale de réponses 2,500 scientifiques 183 instituts 38 pays


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