Mise à jour le 17 Novembre 2008
 
 
    
CONFÉRENCE
"PARTICULES ET BIG BANG 
DU LHC AUX ORIGINES DE L’UNIVERS"
Par Michel SPIRO Directeur de l’IN2P3
(Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules)
 
Pour les RCE 2008 Cité des Sciences de Paris
Le 8 Novembre 2008 à 14H00
 
Photos : JPM. pour l'ambiance (les photos avec plus de résolution peuvent m'être demandées directement)
Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur.  Voir les crédits des autres photos et des animations.
 
REMARQUE : Les comptes rendus des conférences sont mis en ligne au fur et à mesure
Vous vous en apercevrez en allant voir la page du compte rendu général de temps en temps à l'index "conférences", je signalerai les mises en ligne dans la fenêtre des mises à jour du site
 
 
 
BREF COMPTE RENDU
 
Michel Spiro va nous parler de cette physique qui concerne l’infiniment petit et l’infiniment grand , la physique des deux infinis comme il dit joliment.
 
Il est Directeur du célèbre IN2P3 à la fac de Jussieu.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LES PARTICULES ÉLÉMENTAIRES ET GRANDE UNIFICATION.
 
 
La physique des particules cherche à répondre aux deux questions suivantes :
·        Quels sont les constituants élémentaires de la matière?
·        Quelles sont les forces fondamentales qui régissent leur comportement?
 
 
 
L'évolution de la physique des particules s’est produite surtout dans ce dernier siècle, on est passé de molécules à quarks en une période de temps relativement courte.
 
 
On aboutit aujourd’hui à ce que l’on appelle le modèle standard (sous-entendu de la physique des particules).
 
 
La validation de ce modèle standard repose sur la découverte du boson de Higgs, c’est le rôle principal du LHC qui va avoir une « puissance » de l’ordre de 10.000 GeV.
 
 
 
 
 
LA GRANDE HISTOIRE DE L'UNIVERS.
 
 
 
 
Il nous explique les Forces et les particules  et les différentes étapes de l’unification de ces forces .
 
 
Cette unification était probablement totale au moment du Big Bang puis elle s'est décomposée comme suit :
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
·        Vers 10-43 sec , la gravité se différencie des autres forces, qui restent unifiées. C'est la première brisure de symétrie.
·        Vers 10-35 sec , époque de la grande unification, l'inflation s'arrête, l'expansion se poursuit et la grande unification cesse; les forces fortes et électrofaibles sont distinctes.
·        Vers 10-10 sec , les forces électromagnétiques se différencient, les particules acquièrent une masse.
·        Vers 10-4 sec , les quarks s'associent pour créer des protons et des neutrons. Découplage des neutrinos.
·        Vers 100 sec , protons et neutrons forment les noyaux d'Hélium. L'Univers est composé essentiellement de 75% de H et de 25% de He, sa composition n'évoluera plus beaucoup.
·        Vers 300.000 ans l'Univers devient transparent (CMB). Les atomes sont formés.
·        Vers le milliard d'années : création des galaxies.
·        Aujourd'hui : l'Homme s'interroge sur le passé et le futur de l'Univers.
 
Il existe parmi les nombreuses interrogations concernant ce modèle, une fondamentale : où est passée l’antimatière ? elle était au moins au tout début aussi présente que la matière.
 
Le Modèle Standard ne semble pas en mesure d'expliquer la dissymétrie entre les quantités de matière et d'antimatière du début de l'Univers pour reproduire ce qui est observable aujourd'hui
 
La question important est donc quand même : où est passée l'anti-matière?
 
C'est là qu'en 1967 intervient un physicien russe , Andrei Sakharov (oui celui du Goulag) : il annonce que l'anti-matière disparaît si les trois conditions suivantes sont réunies :
** Quarks et anti-quarks se désintègrent en des non quarks. (voir ma présentation sur le Big Bang pour ceux qui ont oublié les différents types de particules), c'est à dire que la quantité de matière qui est le nombre de quarks moins le nombre d'anti-quarks n'est pas conservée dans certaines réactions
** Il doit y avoir une dissymétrie matière anti-matière (elle a été démontrée pour la particule appelée Kaon neutre dans l'expérience Babar, mais oui ce n'est pas ,une blague, allez donc voir le CERN pour cela)
** Présence d'un déséquilibre thermique qui était certainement possible au moment du Big Bang.
Et alors me direz-vous qu'est-ce que cela veut dire?
 
Et bien c'est grâce à cela que nous sommes là, il y a en effet un rapport de un à un milliard entre matière et anti-matière et heureusement, sinon …..
 
Le LHC , cette prestigieuse machine à remonter le temps, devrait aussi pouvoir nous faire progresser dans cette quête de l'antimatière.
 
 
LE PROBLÈME DE LA MASSE ET DE L’ÉCHELLE DES MASSES.
 
Qu’est-ce que c’est la masse d’une particule ? et comment les particules acquièrent-elles une masse ?
 
C’est Peter Higgs qui dans les années 1960 imagine que les particules acquièrent une masse en interagissant avec un champ que l’on a baptisé champ de Higgs dont le messager serait ce fameux boson de Higgs.
 
C'est lui qui confèrerait les masses aux autres particules, ainsi qu'à lui même.
 
 
 
 
La détection du boson de Higgs est LE défi actuel de la physique.
 
 
 
 
 
POUR ALLER PLUS LOIN :
 
Le modèle standard par N Rumiano.
 
Le modèle standard expliqué simplement par G. Villemin.
 
Le modèle standard par le CERN.
 
Le LHC à la conquête du modèle standard par le CEA.
 
La physique des particules par le LPTHE (Labo physique des hautes énergies), Jussieu.
 
Le boson de Higgs, une clé fondamentale de l’Univers ?, dossier de Futura Sciences.
 
Où est passée l’antimatière présentation ppt de 8MB par l’IN2P3 et le CEA.
 
L' antimatière questionne toujours le Big Bang, article du magazine La Recherche.
 
Les particules élémentaires par Kronos Terre.
 
 
Bon ciel à tous
 
 
Jean Pierre Martin  
www.planetastronomy.com