LHC : 7 Md pour un si petit boson
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- Valentin Beauchamp
- il y a 6 ans
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1 LHC : 7 Md pour un si petit boson 1 1 rlasseri@in2p3.fr Sciences Croustillantes, 15 Décembre 2014
2 La quête de l'élémentarité The history of atomism is one of reductionism the eort to reduce all the operations of nature to a small number of laws governing a small number of primordial objects. Leon Lederman (Nobel Prize Winner 1988)
3
4 Un soupçon de relativité...
5 Un soupçon de relativité... E = mc 2
6 Un soupçon de relativité... E 2 = m 2 c 4 + p 2 c 2 Où : E est l'énergie de la particule p l'impulsion de la particule m sa masse c la vitesse de la lumière La masse est une propriété intrinsèque à une particule.
7 Et de physique quantique
8 Et de physique quantique La dualité onde-particule implique : λ = h p Avec : λ l'échelle spatiale de la particule p l'impulsion de la particule h la constante de Planck
9 Will it blend?
10 La théorie quantique des champs
11 A quoi ça sert? Décrire l'univers!
12 La théorie quantique des champs L'interaction électromagnétique : L = ψ ( iγ µ D µ m ) ψ 1 4 F µνf µν
13 La théorie quantique des champs On rajoute l'interaction forte... L = ψ ( iγ µ D µ m ) ψ 1 4 F µνf µν + ψ i i ( γ µ D µ )ij mδ ) ij ψj 1 ( )( µ A a ν ν A a µ + gf abc A b µa c ν µ A ν ν A µ + a a 4 gf abc A µ ) Aν b c
14 La théorie quantique des champs Et l'interaction faible L = ψ ( iγ µ D µ m ) ψ 1 4 F µνf µν + ψ i i ( γ µ D µ )ij mδ ) ij ψj 1 ( µ A a ν 4 ν A a µ + gf abc A b µaν)( c µ A ν ν A µ + gf a a abc A µ ) Aν b c + Qi i DQ i + Li i DL i 1 4 W µν W a a µν 1 4 Bµν B µν
15 Et en français... Principe : Les interactions sont médiées par des particules de matière!
16 Et en français... Principe : Les interactions sont médiées par des particules de matière!
17 Les symétries Par construction notre théorie est invariante selon certaines transformations, ici : SU(3) couleur SU(2) spin U(1) La théorie est dite invariante de jauge Les symétries de ce modèle permettent de classer toutes les particules de la nature.
18 Et dans les faits? Dans ce cadre on peut prédire de nombreuses variables observables : Probabilité d'observer une particule à un instant donné Durée de vie d'une particule Interactions de la particule...
19 Où ça? Le Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire Le plus grand centre de physique des particules au monde!
20 Happy 60th Birthday CERN!
21 Large Hadron Collider! Collisionneur protons-protons. Quatre points d'interaction pour quatre expériences (ALICE,LHCb,ATLAS et CMS) Un anneau de 27 km à 100 m de profondeur Un budget de plus de 7 milliards d'
22 Le modèle standard
23 Un petit souci... L'invariance de jauge Les bosons vecteurs sont tous de masse nulle...
24 Higgs? Who's that? Peter Higgs
25 Higgs? Who's that? Peter Higgs, François Englert (Nobel 2013) Robert Brout.
26 Higgs? Who's that? Brout-Englert-Guralnik-Hagen-Higgs-Kibble (1964)
27 Comment ça marche? C'est une modication de la structure du vide quantique :
28 Comment ça marche? Cette modication permet une brisure spontanée de symétrie :
29 Mais encore? Toute particule se "propage" dans le champs de Higgs La masse d'une particule est fonction de sa "célébrité"!
30 Et le boson dans tout ça? Le théorème de Goldstone stipule qu'une brisure de symétrie continue se traduit par l'apparition d'une nouvelle particule (un boson)
31 Le grand moment Le 4 Juillet 2012 : L'annonce o cielle!
32 Le grand moment
33 A quoi ça sert?
34 Et après? La physique des hautes énergies pose encore de très nombreuses questions : Asymétrie matière/antimatière Le problème de hiérarchie de jauge L'oscillation des neutrinos Gravitation quantique Matière noire/énergie noire...
35 Questions?
Quelques liens entre. l'infiniment petit et l'infiniment grand
Quelques liens entre l'infiniment petit et l'infiniment grand Séminaire sur «les 2» au CNPE (Centre Nucléaire de Production d'électricité) de Golfech Sophie Kerhoas-Cavata - Irfu, CEA Saclay, 91191 Gif
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12,999,976 km 9,136,765 km 1,276,765 km 499,892 km 245,066 km 112,907 km 36,765 km 24,159 km 7899 km 2408 km 76 km 12 14 16 1 12 7 3 1 6 2 5 4 3 11 9 10 8 18 20 21 22 23 24 26 28 30
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