Le Large Hadron Collider (LHC) est le plus puissant et le plus grand collisionneur de particules au monde. Il se compose d'un anneau souterrain de 27 km de long et de quatre grands détecteurs de particules.
Le Large Hadron Collider est le très grand et très puissant accélérateur de particules de l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN). Un projet collaboratif avec 22 états membres, c'est la plus grande et la plus grande expérience scientifique jamais construite! Le LHC a été mis en service pour la première fois le 10 septembre 2008, dix ans après sa construction. Il a été redémarré en 2015 après une mise à niveau pour augmenter l'énergie fournie aux particules
Un hadron est une particule composée de quarks, qui sont maintenus ensemble par une force forte. Les hadrons comprennent les neutrons, les protons, les pions et les kaons. Un collisionneur est un type d'accélérateur de particules de recherche. Le collisionneur dirige les particules à entrer en collision les unes avec les autres à l'intérieur d'un détecteur en utilisant deux faisceaux de lumière. Le LHC effectue la plupart de ses recherches sur la collision entre protons, mais il a été utilisé pour observer la collision entre les ions plomb. Les scientifiques brisent les particules ensemble pour analyser les sous-produits avec l'intention de comprendre les lois de la nature qui régissent ces particules. Ils cherchent à voir si le modèle standard de la physique des particules tient, ou si ce modèle doit être révisé.
Les particules sont accélérées dans un anneau souterrain à l'aide d'électro-aimants supraconducteurs. Pour que ces aimants fonctionnent correctement, ils doivent être refroidis à travers un réseau de tuyaux qui fournissent de l'hélium liquide. Il y a des électroaimants qui courbent le faisceau, mais il y a aussi des électro-aimants qui focalisent le faisceau et rapprochent les particules. Les faisceaux de particules sont amenés à entrer en collision à l'intérieur de l'un des quatre détecteurs de particules dans l'anneau. Ces détecteurs sont connus comme ATLAS, CMS, ALICE et LHCb.
ATLAS est l'un des deux détecteurs à usage général, avec CMS. Bien qu'ATLAS et CMS aient des objectifs similaires, ils utilisent une technologie différente. ATLAS et CMS ont été les deux détecteurs de particules impliqués dans la découverte du boson de Higgs en 2013. ALICE et LHCb sont deux expériences conçues pour étudier des phénomènes particuliers. ALICE est un détecteur d'ions lourds et est utilisé pour étudier le plasma quark-gluon. LHCb étudie la différence entre la matière et l'anti matière en étudiant une particule connue comme un quark de beauté.
Il existe deux petites expériences appelées TOTEM et LHCf qui étudient les particules qui se chevauchent au lieu de se heurter. MoEDAL est une autre expérience trouvée près de LHCb et est à la recherche de l'hypothétique monopole magnétique.
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Essayez-le gratuitement !Expériences au LHC
- ATLAS (Appareil Toroidal LHC)
- CMS (Solénoïde muon compact)
- LHCb (LHC-beauté)
- ALICE (Une expérience d'un grand collisionneur d'ions)
- TOTEM (TOTal Mesure de la section transversale élastique et diffractive)
- LHCf (grand collisionneur de hadrons en avant)
- MoEDAL (Détecteur Monopole et Exotique au LHC)
Que dire de ce qu'est le Grand collisionneur de hadrons ?
Comment créer un modèle interactif du Grand collisionneur de hadrons dans votre classe?
Engagez les élèves avec des sciences pratiques en construisant un modèle simple du Grand collisionneur de hadrons (LHC) en utilisant des matériaux de classe courants. Cette activité aide les élèves à visualiser l'accélération et la collision de particules, approfondissant leur compréhension de concepts physiques complexes.
Rassemblez des fournitures de base pour votre modèle de collisionneur
Rassemblez des billes, des tubes en carton, du ruban adhésif et une grande affiche. Ces matériaux faciles à trouver vous aideront à simuler l'accélérateur circulaire du LHC et à démontrer efficacement le mouvement des particules.
Montez une piste circulaire de collisionneur
Disposez les tubes en carton en boucle large sur l'affiche et fixez-les avec du ruban adhésif. Cette boucle représente le chemin parcouru par les particules dans le LHC, rendant le concept plus concret pour les élèves.
Démonstration de l'accélération et de la collision de particules
Faites que les élèves fassent rouler des billes depuis des côtés opposés de la boucle de tubes pour simuler l'accélération des particules vers la collision. Lorsqu'elles entrent en collision, discutez de ce qui se passe lors des collisions réelles de particules dans le LHC.
Facilitez la discussion et la réflexion
Guide les élèves pour qu'ils partagent leurs observations et posent des questions sur l'expérience. Profitez de cette opportunité pour renforcer comment le LHC aide les scientifiques à découvrir de nouvelles particules et à explorer les composants fondamentaux de la matière.
Questions fréquemment posées sur Qu'est-ce que le Grand collisionneur de hadrons ?
Qu'est-ce que le Grand Collisionneur de Hadrons?
Le Grand Collisionneur de Hadrons (LHC) est le plus grand et le plus puissant accélérateur de particules au monde, situé au CERN près de Genève, en Suisse. Il est utilisé pour étudier les plus petites particules connues en faisant entrer en collision des protons à des vitesses extrêmement élevées.
Comment fonctionne le Grand Collisionneur de Hadrons?
Le LHC accélère les particules à près de la vitesse de la lumière dans un tunnel circulaire, puis les fait entrer en collision. Les scientifiques observent ces collisions pour étudier la physique fondamentale, comme les composants de la matière et les forces qui les maintiennent ensemble.
Pourquoi le Grand Collisionneur de Hadrons est-il important?
Le LHC aide les scientifiques à comprendre comment fonctionne l'univers à son niveau le plus fondamental. Il a permis de faire des découvertes majeures, comme la particule boson de Higgs, et fait progresser nos connaissances en physique, matière et origines de l'univers.
Que a découvert le Grand Collisionneur de Hadrons?
Une des découvertes les plus célèbres du LHC est le boson de Higgs en 2012, qui a confirmé une partie essentielle du Modèle Standard de la physique. Le collisionneur continue de rechercher de nouvelles particules et d'explorer des mystères comme la matière noire.
Les étudiants ou enseignants peuvent-ils visiter le Grand Collisionneur de Hadrons?
Oui, le CERN propose des visites guidées et des programmes éducatifs pour les étudiants et les enseignants. Des visites virtuelles et des ressources en ligne sont également disponibles pour aider les classes à apprendre sur le LHC et la physique des particules.
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