CERN Accélérateur de science

Chercher des réponses aux énigmes de l’Univers

La curiosité est sœur de l’humanité et c’est aussi la raison d’être du CERN. À la création du Laboratoire, la structure de la matière était un mystère. Aujourd’hui, nous savons que toute la matière visible de l’Univers est composée d’un nombre restreint de particules, dont le comportement est régi par quatre forces distinctes. Le CERN a joué un rôle essentiel dans l’élaboration de cette connaissance.

Dans les années 1960, les théoriciens unifièrent dans un même cadre deux forces fondamentales entre particules élémentaires, la force faible et la force électromagnétique. Dans les années 1970, une expérience du CERN leur donna une première preuve expérimentale. Et les années 1980 virent la découverte des messagers de la force faible, les particules W et Z, confirmant ainsi la théorie. En 1984, Simon van der Meer et Carlo Rubbia, chercheurs au CERN, furent récompensés par le prix Nobel de physique.

Durant les années 1990, les expériences du CERN, conçues à la lumière de ces découvertes, confirmèrent la théorie électrofaible avec une précision extrême, lui conférant un solide fondement expérimental. En 2010, le LHC a commencé à faire entrer en collision des particules dans un nouveau domaine de très hautes énergies. S’en est suivie la découverte au CERN d’un boson de Higgs, particule longtemps recherchée, liée au mécanisme par lequel les particules élémentaires acquièrent leur masse.

Outre son accélérateur phare, le LHC, le Laboratoire dispose d'un programme scientifique riche et varié, de l'étude de l'antimatière au Décélérateur d'antiprotons, à la physique nucléaire auprès d'ISOLDE, l'installation d'expérimentation la plus ancienne du CERN. Les expériences menées auprès des autres accélérateurs et installations, sur le domaine du CERN et à l'extérieur, constituent une part toute aussi importante des activités du Laboratoire. Toutes les expériences reposent sur un programme théorique très solide, qui permet de mener des recherches de pointe en physique théorique des particules.

La conquête de la connaissance de la nature est-elle pour autant achevée ? Loin s’en faut ! Il y a encore beaucoup de choses à découvrir sur le boson de Higgs et d’autres énigmes à résoudre concernant la matière présente dans l’Univers.

Repousser les frontières de la technologie

La recherche fondamentale est la raison d’être du CERN, mais le Laboratoire joue aussi un rôle clef dans le développement de certaines technologies du futur. De la science des matériaux, à l’informatique, la physique des particules exige toujours de meilleures performances : le CERN constitue un champ d’expérimentation remarquable pour l’industrie.

Le World Wide Web est l’innovation technologique la plus connue du CERN. D’abord imaginé pour permettre aux scientifiques de partager l’information, il est aujourd’hui indispensable pour beaucoup d’entre nous. Tout aussi révolutionnaire, la Grille, qui regroupe la puissance de calcul d’ordinateurs du monde entier. Elle a été développée au CERN et est utilisée pour traiter les gigantesques quantités de données recueillies par les expériences LHC.

Les instruments du CERN – accélérateurs et détecteurs de particules – trouvent également des applications dans la vie quotidienne. Conçus originellement pour la recherche, les accélérateurs de particules se comptent aujourd’hui par milliers dans le monde, dont un petit nombre seulement sont utilisés pour la recherche fondamentale. La plupart ont des applications diverses : diagnostic médical, thérapie ou fabrication de puces informatiques.

Les techniques de détection électronique des particules ont révolutionné le diagnostic médical. Les détecteurs inventés par Georges Charpak en 1968 permettent d’obtenir des images par rayons x avec une dose bien inférieure à celle requise par les méthodes photographiques. Les cristaux développés dans les années 1980 pour les expériences du CERN sont maintenant omniprésents dans les scanners TEP. Aujourd’hui, une nouvelle génération de détecteurs conçus au CERN permet de combiner les techniques d’imagerie TEP et IRM dans un seul dispositif.

Sans le savoir-faire acquis en physique des particules, bien des domaines auraient progressé moins rapidement. Le CERN collabore avec le secteur industriel, lui procurant une expertise qu’il peut appliquer dans d’autres domaines. Les innovations technologiques du Laboratoire se diffusent ainsi rapidement dans la société, pour le bien de tous.