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- Mise à jour le 30 Juillet 2009
- SÉMINAIRE SUR L’UNIVERS
INVISIBLE
- Organisé par l’Observatoire
de Paris (LUTH)
- «LE LHC ET LA
MASSE CACHÉE DANS L'UNIVERS»
- Le 8 Juillet 2009
à L'UNESCO.
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- Remarque : Cette conférence fait partie
d’un ensemble de conférences données à l’occasion de ce séminaire,
dont on peut consulter le compte
rendu sur ce site.
- Photos : JPM. pour l'ambiance. Voir les crédits
des autres photos éventuelles.
- Je ne propose que des comptes rendus succincts
de ces conférences, le site Univers
2009, dédié aux manifestations de
l'Univers Invisible devrait mettre en ligne bientôt le texte de toutes les
conférences.
- NOTA : j'ai fait de nombreuses photos en haute
résolution que je ne peux pas mettre sur le site question volume, ceux qui
seraient intéressés par certaines photos en plus haute définition que
celles qui suivent n'ont qu'à
me contacter, je les envoie par e-mail.
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- La présentation de F Vannucci est
disponible sur le Net.
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Le
sous –titre de la conférence est aussi : Que peut dire le LHC à propos
de la masse cachée?
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- F Vannucci nous parle tout d'abord de la
richesse du ciel : près de 100 milliards de galaxies avec chacune près de
100 milliards d'étoiles, et ensuite les trous noirs, les étoiles à
neutron etc..
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- Et
tout cela ne constitue que 0,5% de la masse contenue dans l'Univers!!!
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- Il y a aussi les corps provenant de la nucléosynthèse
primordiale (He,D, Li), ils représentent eux 4% en masse.
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- C'est F
Zwicky, qui le premier a émis l'hypothèse de l'existence de
cette masse manquante, il y a très longtemps, malheureusement il ne fut pas
très pris au sérieux, à cause de son caractère, disons, spécial.
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- En 1933 il mesure la vitesse de quelques
galaxies de l'amas du Coma ainsi que leurs distances, il en déduit qu'elles
sont des centaines de fois plus massives que la masse totale évaluée de
l'amas.
- Il est surpris et à cette occasion suppose
qu'une matière noire invisible serait présente.
- Il y a donc de la matière d'un océan
invisible, qui perturbe le mouvement des étoiles au sein des galaxies.
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- Cette masse invisible est évaluée à 25%.
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- Cette matière invisible, est difficile à détecter,
mais Chandra, l'observatoire spatial en X, a réussi à trouver une
configuration, où la matière
noire et la matière ordinaire se séparent : suite à une collision
entre amas géants de galaxies.
- Dans une telle collision, la matière ordinaire
(les planètes et les étoiles) est l'objet d'une friction lors de ce
passage et "ralentit", mais la matière noire n'est pas affectée
par cet effet de frottement et se sépare de la matière normale.
- Ceci a été mis
en évidence par Chandra lors de l'étude de l'amas 1E 0657-56.
- Cet amas (appelé aussi bullet cluster) se déplace
à 4500km/s vers un autre amas, et est situé à 4 milliards d'al.
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Voici
une image composite de l'amas 1E 0657-56, sa formation résulte de la
collision de deux énormes amas de galaxies.
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- Les gaz chauds détectés par Chandra dans le domaine des rayons X apparaissent en rose sur la
photo et contiennent la plupart de la matière normale ou baryonique des
deux amas.
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- Le nuage bleu sur la droite en forme de balle
de fusil (d'où le nom de bullet cluster) est le gaz chaud d'un des amas qui
est passé au travers des gaz chauds de l'autre amas pendant la collision,
de même pour le nuage bleu de gauche.
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- LA
MATIÈRE NOIRE : QUELS CANDIDATS?
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- Il existe plusieurs possibilités :
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Les Machos (objets massifs sombres), correspondant à des étoiles
avortées, mais il semble que ce ne soit plus actuel, et qu'ils représentent
moins de 10% en masse.
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Les Wimps, qui seraient des particules massives mais ayant très peu
d'interaction
- ·
Les neutrinos du Big Bang (300 par cm3) qui subissent les
interactions faibles et qui sont très nombreux : 3 milliards de neutrinos
pour un proton.
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Les
neutrinos feraient donc de bons candidats.
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- Mais leur masse est difficile à mesurer,
l'oscillation des neutrinos permet d'avoir une idée de leur masse : voir présentation
précédente de Daniel
Vignaud sur ce sujet.
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- Il existe aussi plusieurs types de neutrinos.
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- On peut estimer certaines valeurs de ces masses
: de quelques milli eV à quelques dizaines de milli eV.
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- On aboutirait à une masse totale des neutrinos
équivalente à la masse totale de matière visible soit approx. 0,5% de la
masse de l'Univers.
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- Donc
les neutrinos ne suffisent pas à expliquer la masse manquante.
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- Il faut se tourner vers une autre classe de
candidats.
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- LA
SUPER SYMÉTRIE : SUSY.
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- La Super
Symétrie ou SUSY, est une nouvelle approche qui tente d’unifier les
interactions, les particules fondamentales et l’espace-temps. Il s’agit,
entre autres, d’unifier par symétrie les fermions et les bosons (les
fermions pouvant être des bosons miroirs et réciproquement) et donc
d’imaginer des nouvelles particules à découvrir.
- Cela doublerait bien sûr le nombre de
particules "élémentaires".
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- Cette nouvelle symétrie étend alors la symétrie
de l’espace à l’espace-temps avec des mathématiques complexes et
inclut en partie la gravitation.
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- On introduirait une nouvelle particule, le
neutralino, qui serait la moins lourde de toutes ces particules, fondant ce
que l'on appelle la LSP (Lightest
Supersymetry Particles)
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- Le neutralino serait une particule neutre de
grande masse (100GeV) et serait sa propre anti-particule.
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- Cette matière massive devrait s'accumuler dans
des puits gravitationnels intenses comme le Soleil, ou le centre galactique.
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- LE
LHC : NOUVEAU DÉFI DES PARTICULES ÉLÉMENTAIRES.
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- Le
LHC est un dispositif pharaonique qui
multiplie les défis, c'est un des plus gros projets scientifiques du
moment, il prévoit la collision entre protons de 7 TeV (7000 GeV)!
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C'est un défi instrumental (anneau de 27 km de circonférence, le périphérique
parisien, dans le froid et le vide)
- ·
C'est un défi financier (plus de 2 milliards d'euros)
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C'est un défi informatique (10.000CD d'infos par seconde!)
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C'est un défi sociologique (2500 physiciens européens sur le projet
depuis des années)
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- Techniquement ce sont deux accélérateurs l'un
dans l'autre, le collisionneur contient 1232 aimants (à 1,9K) et est supposé
reproduire les conditions d'énergie à l'époque de 10-10
seconde après le Big Bang.
- On espère y créer des particules fossiles non
encore identifiées et qui pourraient exister encore aujourd'hui.
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On
recherche notamment une particule neutre avec interaction très faible.
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- Le détecteur principal est baptisé
ATLAS.
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- Il fait 44 mètres de longueur, 25 mètres de
hauteur et 25 mètres de
largeur, c'est le plus grand détecteur de particules polyvalent du monde
D’un poids de 7000 tonnes, il est constitué de 100 millions de capteurs
qui détecteront les particules produites lors des collisions proton-proton.
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- Le LHC après les
ennuis au démarrage, devrait reprendre ses activités en Octobre 2009.
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- CONCLUSION.
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- Bilan actuel du contenu masse/énergie de
l'Univers :
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étoiles et matière visible (nous par exemple) : 0,5%
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neutrinos : 0,5%
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matière ordinaire : 4%
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matière noire : 25%?
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Énergie noire : 70%?
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- POUR ALLER PLUS LOIN.
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- Le
groupe Atlas du LPNHE
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- La
matière noire par cosmos gate
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- Le
LHC à la conquête du modèle standard
par le CEA.
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- LHC
et astroparticules M Spiro CR conférence
aux RCE 2008
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- S
Katsanevas Astroparticules CR conférence
aux RCE 2008
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- Quand
l'infiniment grand rencontre l'infiniment petit
CR de la conférence de P Peter lors du séminaire Einstein en 2005.
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- La
Super Symétrie expliquée par le CERN,
présentation pdf, aspirine nécessaire.
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- Détection
de matière noire, très belle présentation
ppt de C Tao de l'IN2P3 sur le sujet.
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- Bon ciel à tous!
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- Jean Pierre Martin
membre de la Commission de Cosmologie de la SAF.
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- www.planetastronomy.com
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Voici
une image composite de l'amas 1E 0657-56, sa formation résulte de la
collision de deux énormes amas de galaxies.