CERN 70

Un an après la découverte du boson de Higgs, François Englert et Peter Higgs reçoivent le prix Nobel de physique 2013 pour avoir prédit sur le plan théorique, des décennies plus tôt, conjointement avec Robert Brout, malheureusement décédé avant la découverte, l’existence d’un nouveau champ fondamental présent dans tout l’Univers. Ce champ, connu sous le nom de champ de Higgs, se manifeste sous la forme du boson de Higgs et confère une masse aux particules élémentaires via le mécanisme Brout-Englert-Higgs.

Le programme de physique du Grand collisionneur de hadrons (LHC) commence par des collisions proton-proton à l’énergie sans précédent de 7 TeV (3,5 TeV par faisceau), enregistrées par les quatre plus grandes expériences du LHC : ALICE, ATLAS, CMS et LHCb. Plus tard la même année, des ions plomb sont fournis aux expériences pour la toute première exploitation avec ions lourds menée au LHC. Depuis, l’énergie des collisions produites au LHC n’a cessé d’augmenter, atteignant le niveau record de 13,6 TeV en 2022.

Le Grand collisionneur électron-positon (LEP) est mis hors service en novembre. Au cours de ses 11 années d’exploitation, de 1989 à 2000, il a produit 17 millions de bosons Z, médiateurs non chargés de la force faible, et environ 40 000 paires de bosons W, particules chargées électriquement, vecteurs de la force faible. Les mesures de précision effectuées au LEP ont mis à épreuve de manière rigoureuse le Modèle standard de la physique des particules, permettant de confirmer l’existence de trois générations de particules fondamentales et d’asseoir le Modèle standard sur des bases expérimentales solides.

Les résultats combinés de plusieurs expériences apportent la preuve de l’existence du plasma quarks-gluons, un état de la matière qui aurait existé juste après le Big Bang. Les expériences ont toutes permis de mesurer différents aspects des collisions entre les noyaux d’atomes lourds et une cible fixe au Supersynchrotron à protons (SPS). Ce résultat est l’aboutissement d’un programme ions lourds démarré en 1986.

Le projet de Grand collisionneur de hadrons est approuvé en décembre. Les tests concluants de plusieurs aimants supraconducteurs démontrent la faisabilité de cette machine innovante. Les travaux de construction des nouveaux tunnels de service et des cavernes pour les expériences débutent en 1998 et s’achèvent en 2005. Le développement et la production des composants du LHC, notamment du remarquable système constitué de milliers d’immenses aimants supraconducteurs, démarrent partout dans le monde.

Tim Berners-Lee, informaticien au CERN, soumet la première proposition de création du World Wide Web en mars. Il a l’idée de fusionner réseaux de données et hypertexte pour créer un système d’information mondial qui soit puissant et facile à utiliser. Fin 1990, le premier serveur et navigateur web au CERN est opérationnel. En 1993, le CERN met gratuitement à disposition le code source du World Wide Web. Fin 1994, le web compte déjà 10 000 serveurs et 10 millions d’utilisateurs.

Un an seulement après la découverte des bosons W et Z, les deux scientifiques qui en sont à l’origine reçoivent le prix Nobel de physique. Carlo Rubbia, initiateur de la transformation de l’accélérateur SPS en collisionneur proton-antiproton et porte-parole de l’expérience UA1, partage le prix Nobel avec Simon van der Meer, inventeur de la technique du refroidissement stochastique, essentielle au fonctionnement du collisionneur.

Le 3 mai, le premier faisceau de protons circule le long des sept kilomètres du Supersynchrotron à protons (SPS). Cet accélérateur est depuis devenu une machine essentielle du programme de physique des particules du CERN. Converti quelques années plus tard en collisionneur proton-antiproton, le SPS conduit à la découverte des particules W et Z, récompensée par un prix Nobel. En 1989, le SPS commence également à servir d’injecteur pour une machine plus grande, le Grand collisionneur électron-positon (LEP).

Deux faisceaux de protons sont entrés en collision pour la première fois au monde dans les Anneaux de stockage à intersections (ISR). Exploités pendant 13 ans, les ISR apportent d’importantes contributions à notre compréhension des constituants du proton et sondent la force nucléaire forte, qui lie les quarks et les gluons entre eux à l’intérieur des protons et des neutrons. Ils deviennent également le premier collisionneur proton-antiproton et le premier collisionneur d’ions, permettant au CERN d’acquérir une expertise unique pour ses projets ultérieurs de collisionneur de particules.

ISOLDE (Isotope Separator On-Line Device), expérience de recherche nucléaire, est mise en service en octobre. Au fil du temps, ISOLDE s’est développée et fournit des faisceaux de noyaux atomiques à plusieurs dizaines d’expériences chaque année. Les recherches fondamentales menées à ISOLDE portent sur l’étude de la structure des noyaux atomiques, la science des matériaux, la radioprotection, les sciences de la vie et l’astrophysique.

Deux équipes, l’une dirigée par Antonino Zichichi et utilisant le Synchrotron à protons du CERN, l’autre dirigée par Leon Lederman au Laboratoire national de Brookhaven, aux États-Unis, observent simultanément l’antideutéron, noyau d’antimatière composé d’un antiproton et d’un antineutron. Cette découverte marque une étape importante dans la compréhension du comportement de l’antimatière.

Le Synchrotron à protons (PS) accélère des protons pour la première fois le 24 novembre, à une énergie de 24 GeV, et devient, pour un court laps de temps, l’accélérateur de particules le plus puissant du monde. Avec sa circonférence de 628 mètres, c’est le premier grand accélérateur de particules du CERN. Aujourd’hui encore, le PS continue à fournir des faisceaux aux expériences, en plus de servir d’injecteur pour des machines plus grandes.

En 1957, le Synchrocyclotron (SC), un accélérateur de protons de 600 MeV, est le premier accélérateur du CERN à entrer en exploitation. Il fournira des faisceaux aux premières expériences du Laboratoire à partir de 1958. En 1967, il commence à fournir des particules à une installation particulière de recherche nucléaire, appelée ISOLDE. Le SC est mis hors service en 1990.

Le 17 mai, les premiers coups de pelle sont donnés sur le site de Meyrin, en Suisse, en présence de personnalités officielles du canton de Genève et de membres du personnel du CERN. Genève a été choisie parmi quatre autres villes pour accueillir le site du CERN, lors de la troisième session du Conseil provisoire, en 1952. Ce choix fut entériné au terme d’un référendum mené dans le canton de Genève en 1953.

C’est le physicien français Louis de Broglie qui, le premier, propose officiellement de créer un laboratoire européen, lors de la Conférence européenne de la culture organisée à Lausanne, en Suisse, en décembre 1949. La première résolution concernant la constitution d’un Conseil européen pour la recherche nucléaire (CERN) est adoptée en décembre 1951, à Paris, lors de la réunion intergouvernementale de l’UNESCO. Deux mois plus tard, 11 pays signent un accord portant création du Conseil provisoire du CERN.