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LHC, l'aventure continue...

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il y a 12 minutes, jackbauer 2 a dit :

Je crois qu' iblack a gobé un gros poisson

 

Je ne sais pas lequel des deux ;)

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il y a 17 minutes, jackbauer 2 a dit :

Qui peut nous éclairer sur ce twit tout frais ?

 

En gros, le couplage entre le higgs et un fermion est proportionnel à sa masse. Donc le couplage devrait être maximal avec le quark top, d'où l'importance d'étudier les réactions t-tbarre-H. 

 

La désintégration du higgs en deux photons permet une mesure indirecte du couplage du higgs avec le top. Techniquement : Il y une boucle de quarks top dans le diagramme de Feynman correspondant :

 plots_fd_Hgg.png

 

Seulement ce processus de désintégration avec boucle pose quelques problèmes ou plutôt, difficultés techniques au niveau théorique, ce qui ne permet de déterminer le couplage entre le higgs et le top de manière certaine.

D'où la nécessité d'une mesure plus directe avec ttH, genre : plots_fd_ttH.png

 

Ici, cela semble chose faite ! ;)

 

Manifestement, le résultat concernant la constante de couplage résultante est en accord avec le modèle standard...

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Merci Tournesol.. Je vais essayer de la faire en Français:/:) (tu me reprend si j'écris des conneries)..

Le quark top est la particule la plus massive du modèle standard de la physique des particules.

C'est pourquoi les physiciens s'intéressent aux "événements" du LHC qui associent boson de Higgs et quark top. La production d'un boson de Higgs succédant à celle d'une paire quark top – antiquark top est le signe d'une interaction - ou couplage - entre le boson de Higgs et le quark top. Ce couplage particulièrement fort est donc intéressant à étudier pour éclairer le mécanisme de Higgs qui donne la masse aux particules élémentaires.

Le modèle standard prédit la proportionnalité entre le couplage au boson de Higgs et le terme de masse.Ici tout semble coller avec les termes de masse prédits dans le modèle standard, ce qui est la solution minimale. Les mesures étaient encore assez imprécises car ce couplage est très délicat à réaliser et à observer.  

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Oui : certains couples ont une durée de vie très limitée (et de plus restent assez pudiques sur leurs parties cul dans le bosondrome...)

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Merci Tournesol et Vauffy pour les explications.

Bon, toujours pas d'indice de nouvelle physique...

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il y a 12 minutes, jackbauer 2 a dit :

Bon, toujours pas d'indice de nouvelle physique...

 

Effectivement, et il se murmure dans les couloirs que ça sent le sapin pour tout ce qui est observation directe ! D'autres gardent espoir qu'en accumulant des données, on puisse voir des signes de nouvelle physique non pas à travers l'observation de nouvelles particules, mais à travers des bizarreries dans des sections efficaces de certains processus, trahissant l'effet indirect de particules se manifestant de manière virtuelle.

 

De fait, d'autres commencent à plancher sur les plans d'un nouvel accélérateur pour sonder plus loin ! Mais il commence à y avoir des voix discordantes qui se demandent si cela est bien raisonnable, surtout s'il s'avère d'ici la fin d'exploitation du LHC que l'on ne trouve réellement rien.

Car dans l'hypothèse de ce que l'on nomme le Grand Désert, si on ne voit rien actuellement, cela pourrait bien vouloir dire que le modèle standard est valide jusqu'à l'échelle de Planck !

 

Mais certains prétendent... en dehors des collisionneurs, qu'il serait possible de détecter une physique pourtant cachée à l'échelle de Planck ! ;) 

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Au niveau du LHC, il existe encore des perspectives d'amélioration très loin d'être négligeables !

 

Voir cette annonce du CERN qui date de février 2018  :

 

https://home.cern/fr/about/updates/2018/02/long-road-linac4

 

Page 5 de ce fil, le 7 octobre 2010 (!), j'avais longuement évoqué le retard que prenait la mise en service du Linac 4.. 

 

Le premier échéancier prévoyait que Linac 4 soit opérationnel.. en 2013 ¬¬.

 

Le "Linac" est le premier accélérateur de la chaîne d’accélération des protons. C’est dans cette longue ligne droite que les protons, extraits d’une simple bouteille d’hydrogène, subissent leur première phase d’accélération et de focalisation. Ils sont ensuite accélérés dans l'injecteur "Booster" (synchrotron d’une circonférence de 157 m), puis dans le "PS" (Synchrotron à Protons, 628m de circonférence), puis passés au "SPS" (SuperSynchroton à Protons de 7 km de circonférence) avant de parvenir dans la grande boucle du LHC.

Le remplacement du Linac 2 actuel - 40 années de service !! - est capital pour l’amélioration future du LHC. La luminosité du grand accélérateur devra en effet être progressivement augmentée une fois que son niveau nominal sera atteint. La luminosité est, avec l’énergie, l’un des deux paramètres essentiels d’un accélérateur : Elle détermine la fréquence de collisions entre les particules. Or, la chaîne d’injecteurs du LHC constitue le principal frein à l’augmentation de la luminosité.

 

Le Linac 4 délivrera des faisceaux à une énergie de 160 MeV, contre 50 MeV pour le Linac 2 actuel. Cet accélérateur de 80 mètres de long (contre 36 mètres pour le Linac 2) permettra en outre d’obtenir une intensité de faisceau deux fois plus élevée à la sortie du PS Booster, ce qui contribuera à relever la luminosité du LHC.
Par ailleurs, les physiciens y ajouteront une autre astuce. Le Linac 4 injectera dans les anneaux du PS Booster des ions H-, des protons entourés de deux électrons. Cette technique, appelée "injection par échange de charge" a été inventée dans les années 70. Elle permet d’obtenir des faisceaux plus denses, avec moins de pertes et plus de flexibilité à l’injection.

 

Le Linac 4 sera raccordé au PSB, l'accélérateur qui suit dans la chaîne, en 2019, au début du deuxième long arrêt. Des faisceaux d'essai seront prêts à être fournis au PSB dès 2020, et, à partir de 2021, tous les protons au CERN proviendront du nouveau Linac 4, soit l'aboutissement de 20 années de travaux de conception et de construction, riches de nombreux défis et d'innovations.

Le Linac4 devrait avoir une longue vie –  au moins aussi longue que le Linac2 – et jouer un rôle essentiel pour le LHC à haute luminosité et au-delà.

 

 

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il y a 15 minutes, vaufrègesI3 a dit :

Au niveau du LHC, il existe encore des perspectives d'amélioration très loin d'être négligeables !

 

Oui, mais comme tu le disais, c'est pour :

 

il y a 15 minutes, vaufrègesI3 a dit :

La luminosité du grand accélérateur devra en effet être progressivement augmentée une fois que son niveau nominal sera atteint.

 

L'intérêt ici, c'est le nouveau dada de la physique des particules : la physique de précision ! En gros, on ne cherche plus à voir directement de nouvelles particules mais à en voir les effets indirects dans une section efficace ou un coefficient de couplage. 

Donc, au lieu d'augmenter l'énergie, on augmente la statistique ! 

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il y a 8 minutes, Tournesol a dit :

on ne cherche plus à voir directement de nouvelles particules mais à en voir les effets indirects

 

Ben oui.. mais c'est exactement ce qui a permis de détecter le blouson de Higgs, en fait le produit du produit de sa désintégration..

 

Sachant de plus que l'exploitation à 13 TeV n'a démarré que depuis deux ans. Les chercheurs ont désormais acquis une bonne connaissance de la machine et ça peut faire la différence.

Depuis deux ans, ils l'ont fait fonctionner à une énergie de collision de 13 TeV, et en 2018 ils espèrent optimiser encore l'exploitation de l'accélérateur pour la troisième année à ce niveau d'énergie.

 

Bien sûr que de plus hautes énergies seraient les bienvenues pour envisager de découvrir une nouvelle physique.. Mais à quels niveaux, et avec quelles garanties de succès ?? Personne ne sait..

Autant essayer encore d'exploiter le LHC jusqu'au bout de ses possibilités en attendant de meilleures idées (autres que des projets pharaoniques)..

  

 

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il y a 6 minutes, vaufrègesI3 a dit :

Ben oui.. mais c'est exactement ce qui a permis de détecter le blouson de Higgs, en fait le produit du produit de sa désintégration..

 

Oui mais non ! ;)

 

Le boson de Higgs est réellement créé dans les processus qui ont permis sa découverte. C'est une particule réelle, qui se propage dans l'espace. Sauf que, pour faire simple, sa durée de vie est tellement courte que l'on n'a pas le temps (et l'espace) pour la visualiser par exemple au travers d'une trace dans un détecteur. Donc, on ne peut en voir que les produits de désintégrations. On cherche donc des désintégrations typiques de ce que l'on attend de la désintégration du higgs, désintégrations qui, en gros, se produisent à un seuil d'énergie spécifique. C'est ce que l'on observe.

 

Mais... il existe une autre manière de détecter l'effet de particules, c'est à travers les processus virtuels, dits à boucle.

Par exemple, imaginons un photon qui se propage, jusque là rien de vraiment particulier. Cependant, il existe une probabilité 

pour que dans un court espace de temps, le photon (ligne ondulée ci-dessous) se matérialise en une paire électron/positon qui redonne quasi-instantanément 

le photon (la boucle noire sur le diagramme) :

Photon_self-energy_diagram.svg

La paire électron/positon est virtuelle : Elle est inobservable, pire, elle viole la conservation d'énergie ! La paire électron/positon peut apparaître même si l'énergie du photon n'autorise pas la création d'une telle paire en terme d'énergie de masse. D'ailleurs c'est pour cela qu'elle est inobservable. Elle a le droit d'exister, mais pendant un temps qui n'autorise pas son observation. C'est différent du higgs mentionné ci-dessus qui est réellement créé, on a fourni l'énergie pour cela, et se propage.

 

Là, la boucle avec sa paire électron/positon apparaît comme une sorte d'erreur de parcours sur la trajectoire du photon. La subtilité, c'est que ces fluctuations ont tout de même des effets sur la manière dont le photon va se propager. Evidemment, plus le photon aura une énergie grande, plus les effets des boucles seront important.

 

Si on revient sur l'existence de particules exotiques, cela signifie que si elles existent, elles doivent modifier la dynamique des particules du modèle standard à travers des effets de boucle. Et même si on n'atteint pas l'énergie pour les créer (comme pour le higgs), on doit en voir les effets (comme pour la paire electron/positon sur la propagation du photon).

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il y a 33 minutes, Tournesol a dit :

Oui mais non ! ;)

 

Le boson de Higgs est réellement créé dans les processus qui ont permis sa découverte. C'est une particule réelle, qui se propage dans l'espace. Sauf que, pour faire simple, sa durée de vie est tellement courte que l'on n'a pas le temps (et l'espace) pour la visualiser par exemple au travers d'une trace dans un détecteur. Donc, on ne peut en voir que les produits de désintégrations. On cherche donc des désintégrations typiques de ce que l'on attend de la désintégration du higgs, désintégrations qui, en gros, se produisent à un seuil d'énergie spécifique. C'est ce que l'on observe.

 

 

Ben oui, pour permettre sa désintégration.. il vaut mieux qu'il soit créé -_-. On est bien d'accord.. J'avoue que je ne saisis pas la nuance avec ce que j'exprimais..

 

 

 

il y a 26 minutes, Tournesol a dit :

Si on revient sur l'existence de particules exotiques, cela signifie que si elles existent, elles doivent modifier la dynamique des particules du modèle standard à travers des effets de boucle. Et même si on n'atteint pas l'énergie pour les créer (comme pour le higgs), on doit en voir les effets (comme pour la paire electron/positon sur la propagation du photon).

 

OK, c'est donc une possibilité de détection qui peut être exploitée au LHC au niveau d'énergie actuel. Vu les milliers de physiciens qui collaborent au LHC, je suppose qu'ils y ont pensé, au moins de façon fugace.. non ?  

 

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il y a 9 minutes, vaufrègesI3 a dit :

OK, c'est donc une possibilité de détection qui peut être exploitée au LHC au niveau d'énergie actuel. Vu les milliers de physiciens qui collaborent au LHC, je suppose qu'ils y ont pensé, au moins de façon fugace.. non ?  

 

:D Oui ! C'est ce que je disais plus haut en disant ;) :

 

Citation

 

L'intérêt ici, c'est le nouveau dada de la physique des particules : la physique de précision ! En gros, on ne cherche plus à voir directement de nouvelles particules mais à en voir les effets indirects dans une section efficace ou un coefficient de couplage. 

Donc, au lieu d'augmenter l'énergie, on augmente la statistique ! 

 

 

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il y a 19 minutes, Tournesol a dit :

C'est ce que je disais plus haut

 

Oui mais il me semblait que c'était une critique contre le fait d'augmenter la statistique et pas l'énergie..

 

On est d'accord alors. Vive la physique de précision avec le LHC ! ¬¬  

On va faire péter les particules exotiques !!

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Ben non justement, on va pas les faire péter les particules exotiques. On va faire péter des particules non exotiques, pour voir si elles se sentent gênées en présence des particules exotiques. Parce qu'on est pas équipé pour faire péter une particule exotique.

Exemple, pour bien comprendre:

Tu veux déterminer si Chuck Norris a des flatulences. Si tu essaie de humer toi-même hostensiblement l'air ambiant à proximité de l' orifice dont il est question, tu vas te prendre une beigne , l' expérience va échouer. Tu n'as pas l' énergie nécéssaire pour résister à une intéraction Ton Pif-Chuck Norris.

Par contre, si tu entoures Chuck Norris des membres de AKB48, Chuck Norris n'intéragira pas parce que ça serait contraire à ses principes. Il suffit alors que tu observes  très attentivement leurs expressions, et tu vas probablement pouvoir détecter la présence de H2S bien que celui-ci soit métabolisé en totalité et qu'il n' en reste pas une molécule dans l'air.

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Il y a 8 heures, vaufrègesI3 a dit :

Oui mais il me semblait que c'était une critique contre le fait d'augmenter la statistique et pas l'énergie..

 

Ah non ! Ce n'est pas une critique. A part que je ne travaille pas dans cette gamme d'énergie, c'est mon champ de recherche.

 

Augmenter l'énergie entraîne une croissance en taille des collisionneurs au-delà du concevable. Ci-dessous, le projet CLIC :

CLIC-staged-approach_image.jpg

 

Donc, au moins dans un premier temps, jouer la métrologie de précision est probablement la chose la plus intelligente à faire en ces périodes de disette financière. Surtout si c'est pour construire un monstre qui ne sert à rien trouver.

 

Les contraintes sur l'existence d'états exotiques, possiblement mis en évidence via les processus que j'ai évoqué, conduit à des contraintes très fortes sur l'existence d'une nouvelle physique.

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Oui mais bon, augmenter la précision ça veut dire augmenter la puissance de calcul exponentiellement aussi (parce que plus tu développes l' intéraction en diagrammes virtuels, plus il y a de combinaisons possibles qui interviennent dans les corrections, et plus il faut accumuler de données pour extraire le signal du bruit). Donc ce n'est pas non plus très économique, mais au moins la techno existe et est plus compacte que s'il fallait creuser des tunnels pour y installer des aimants supraconducteurs. Disons que ça va booster les ventes de supercalculateurs au lieu de booster le secteur du BTP :D

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il y a 24 minutes, Tournesol a dit :

Les contraintes sur l'existence d'états exotiques, possiblement mis en évidence via les processus que j'ai évoqué, conduit à des contraintes très fortes sur l'existence d'une nouvelle physique

 

il y a 35 minutes, PascalD a dit :

Par contre, si tu entoures Chuck Norris des membres de AKB48, Chuck Norris n'intéragira pas parce que ça serait contraire à ses principes. Il suffit alors que tu observes  très attentivement leurs expressions, et tu vas probablement pouvoir détecter la présence de H2S bien que celui-ci soit métabolisé en totalité et qu'il n' en reste pas une molécule dans l'air.

 

Oui, j'ai bien compris, c'est plus imagé que Tryphon mais l'analogie de la "contrainte" est pertinente :D.. En parlant de "faire pêter les particules exotiques", je voulais seulement faire montre d'un peu plus d'enthousiasme..

 

J'ai une idée ! : Si on remplaçait tous ces feignasses de physiciens déprimés par une bonne I.A. ??.. ça débloquerait peut-être le schmilblick.. non ?? :DB|

 

 

 

P.S. : PascalD, cette histoire de flatulences me donne une idée pour le rechargement auxiliaire de la voiture à air comprimé (qui doit sortir cette année). 

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il y a 11 minutes, vaufrègesI3 a dit :

J'ai une idée ! : Si on remplaçait tous ces feignasses de physiciens déprimés par une bonne I.A. ??.. ça débloquerait peut-être le schmilblick.. non ?? 

 

>:(:D 

 

Ben pour faire quoi ? Le problème ce n'est pas le manque d'idées ou de théories... c'est le manque d'input expérimental ! On sait qu'il y a de la nouvelle physique (matière noire, masse des neutrinos, ...) mais on manque de nouvelles données pour nous éclairer sur la voie à suivre ! Une IA ne ferait pas mieux ! 

 

il y a 13 minutes, vaufrègesI3 a dit :

PascalD, cette histoire de flatulences me donne une idée pour le rechargement auxiliaire de la voiture à air comprimé (qui doit sortir cette année). 

 

Pfffff j'ai déjà évoqué le fait que l'on devait ce concept aux professeurs Ratinier et Chérasse dans les années 60 ! Alors hein ! Voilà quoi !

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Il y a 1 heure, Tournesol a dit :

Une IA ne ferait pas mieux ! 

 

Faut voir ^_^ .

Si on en croit Laurent Alexandre, l'I.A va même supplanter l'humain dans le domaine artistique..

 

Je m'demande même parfois si derrière certains pseudos du forum y'a pas une I.A. ..

Note bien que ça voudrait dire que c'est pas encore tout à fait au point -_-...

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Il y a 2 heures, Tournesol a dit :

l'on devait ce concept aux professeurs Ratinier et Chérasse dans les années 60

Pardon mais le concept n'a été rendu public qu'en 1980

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