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Le Large Hadron Collider (LHC) est le plus puissant et le plus grand collisionneur de particules au monde. Il se compose d'un anneau souterrain de 27 km de long et de quatre grands détecteurs de particules.

Le Large Hadron Collider est le très grand et très puissant accélérateur de particules de l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN). Un projet collaboratif avec 22 états membres, c'est la plus grande et la plus grande expérience scientifique jamais construite! Le LHC a été mis en service pour la première fois le 10 septembre 2008, dix ans après sa construction. Il a été redémarré en 2015 après une mise à niveau pour augmenter l'énergie fournie aux particules

Un hadron est une particule composée de quarks, qui sont maintenus ensemble par une force forte. Les hadrons comprennent les neutrons, les protons, les pions et les kaons. Un collisionneur est un type d'accélérateur de particules de recherche. Le collisionneur dirige les particules à entrer en collision les unes avec les autres à l'intérieur d'un détecteur en utilisant deux faisceaux de lumière. Le LHC effectue la plupart de ses recherches sur la collision entre protons, mais il a été utilisé pour observer la collision entre les ions plomb. Les scientifiques brisent les particules ensemble pour analyser les sous-produits avec l'intention de comprendre les lois de la nature qui régissent ces particules. Ils cherchent à voir si le modèle standard de la physique des particules tient, ou si ce modèle doit être révisé.

Les particules sont accélérées dans un anneau souterrain à l'aide d'électro-aimants supraconducteurs. Pour que ces aimants fonctionnent correctement, ils doivent être refroidis à travers un réseau de tuyaux qui fournissent de l'hélium liquide. Il y a des électroaimants qui courbent le faisceau, mais il y a aussi des électro-aimants qui focalisent le faisceau et rapprochent les particules. Les faisceaux de particules sont amenés à entrer en collision à l'intérieur de l'un des quatre détecteurs de particules dans l'anneau. Ces détecteurs sont connus comme ATLAS, CMS, ALICE et LHCb.

ATLAS est l'un des deux détecteurs à usage général, avec CMS. Bien qu'ATLAS et CMS aient des objectifs similaires, ils utilisent une technologie différente. ATLAS et CMS ont été les deux détecteurs de particules impliqués dans la découverte du boson de Higgs en 2013. ALICE et LHCb sont deux expériences conçues pour étudier des phénomènes particuliers. ALICE est un détecteur d'ions lourds et est utilisé pour étudier le plasma quark-gluon. LHCb étudie la différence entre la matière et l'anti matière en étudiant une particule connue comme un quark de beauté.

Il existe deux petites expériences appelées TOTEM et LHCf qui étudient les particules qui se chevauchent au lieu de se heurter. MoEDAL est une autre expérience trouvée près de LHCb et est à la recherche de l'hypothétique monopole magnétique.

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Expériences au LHC

  • ATLAS (Appareil Toroidal LHC)
  • CMS (Solénoïde muon compact)
  • LHCb (LHC-beauté)
  • ALICE (Une expérience d'un grand collisionneur d'ions)
  • TOTEM (TOTal Mesure de la section transversale élastique et diffractive)
  • LHCf (grand collisionneur de hadrons en avant)
  • MoEDAL (Détecteur Monopole et Exotique au LHC)
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