La curiosité et la quête de connaissances scientifiques sont la raison d’être du CERN. Quand le Laboratoire a ouvert ses portes, en 1954, la compréhension du monde subatomique était loin d’être entière. Aujourd’hui, nous savons que toute la matière visible de l’Univers est composée d’un nombre remarquablement réduit de particules différentes, régies par quatre forces fondamentales. Le CERN a joué un rôle majeur dans cette avancée scientifique.
Au cours de la décennie 1960, des théories ont été élaborées pour intégrer dans le même cadre deux des forces fondamentales, la force faible et la force électromagnétique. Dans les années 1970, une expérience menée au CERN a apporté la première preuve expérimentale à l’appui de ces notions, et, dans les années 1980, la découverte des particules W et Z (vectrices de la force faible) au Grand collisionneur électron-positon (LEP) a confirmé la théorie. L’année suivante, des scientifiques du CERN, Simon van der Meer et Carlo Rubbia, ont reçu conjointement le prix Nobel de physique 1984 pour cette découverte.
TAu cours des années 1990, les expériences menées au CERN, conçues à la lumière de cette découverte, ont mis à l’épreuve la théorie dite électrofaible avec une précision extrême, permettant de l’asseoir sur des bases expérimentales solides. En 2010, le Grand collisionneur de hadrons (LHC) a commencé à produire des collisions dans une région d’énergie inexplorée, menant en 2012 à la découverte au CERN d’une particule appelée boson de Higgs ; cette particule, qu’on recherchait depuis des décennies, est liée au mécanisme qui donne une masse aux particules élémentaires.
Les découvertes effectuées au CERN ne s’arrêtent pas là. Le bilan scientifique du Laboratoire inclut également l’observation pionnière du plasma quarks-gluons au Supersynchrotron à protons (SPS). Cet état exotique de la matière, caractérisé par le fait que les quarks s’y déplacent librement, contrairement à ceux qui sont confinés dans les protons et les neutrons, fait actuellement l’objet d’études approfondies de la part des quatre grandes expériences du LHC, qui scrutent à cette fin des collisions entre noyaux lourds.
Faut-il penser que nous sommes arrivés au terme de notre compréhension la nature ? Loin de là.
Dans les années et décennies à venir, la technologie des accélérateurs connaîtra des changements profonds, avec le passage à la haute luminosité du Grand collisionneur de hadrons, qui devrait pousser les performances du LHC à leur maximum après 2029. Le LHC à haute luminosité (HL-LHC) permettra d’étudier plus en détail des mécanismes connus, tels que le boson de Higgs, et peut-être d’observer de nouveaux phénomènes rares.
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