L’Électronisme
Les électrons constitués de masse, temps et énergie font l’Univers et tous ses objets
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L’ILC après le LHC
lundi 17 juin 2013
Boson de Higgs, LHC, ILC, CERN, électrons,
Boson de Higgs… Un « après »…
Ou plutôt « l’après du LHC du CERN sera l’ILC »…
Un « après » déjà commencé depuis longtemps, avant même d’avoir obtenu un résultat pour le boson de Higgs que cherchait le LHC et qui n’a pas été trouvé, contrairement à ce qu’il en est dit dans tous les médias maintenant…
Sa présence serait connue par sa disparition qui laisserait des traces, mais les physiciens du LHC n’en seraient pas très sûrs. Alors, ils cherchent maintenant des vérifications dans les traces des traces.
Dans le même temps, l’étude d’un autre collisionneur a été terminée. Il s'appellera ILC, coûtera au moins 7 milliards de francs (suisses) au pays dans lequel il sera installé, le coût global devrait probablement être du double. Il cherchera 3 bosons au lieu d’un et sa construction dépend seulement de décisions politiques qui n’ont rien à voir avec la science.
Voila l’article publié dans Le Temps (Quotidien édité à Genève), le 13 juin 2013
(Les textes publiés sont en bleu, mes commentaires en noir)
ILC, l’accélérateur de particules du futur
Par Pascaline Minet
Le plan d’un nouveau collisionneur de particules appelé ILC, ou Collisionneur Linéaire International, a été dévoilé mercredi 12 juin. Sa construction permettrait d’enrichir les découvertes effectuées au LHC du CERN.
Moins d’un an après la découverte du boson de Higgs au Grand collisionneur de hadrons (LHC) du CERN, en juillet dernier, les physiciens imaginent déjà l’accélérateur de particules du futur. L’ILC, ou Collisionneur linéaire international, n’est encore qu’un projet : on ne sait pas s’il sera construit, ni où ! Mais il a déjà fait l’objet de nombreuses années de recherche et développement. Ces travaux ont abouti à un rapport détaillant les caractéristiques de l’accélérateur, présenté mercredi à l’occasion d’une cérémonie organisée successivement à l’Université de Tokyo, au CERN et au laboratoire Fermilab, situé près de Chicago.
C’est sous les applaudissements du public et les flashes des photographes que le directeur de la Collaboration pour le collisionneur linéaire, Lyn Evans, a présenté pour la première fois les cinq volumes du « rapport de conception technique » du futur ILC. Plus de 1000 scientifiques issus d’une centaine d’universités ont collaboré à la description de ce collisionneur, considéré comme le successeur probable du LHC dans le cadre de la recherche sur l’infiniment petit.
À quoi ressemblera l’ILC, s’il voit effectivement le jour ? D’après le projet qui vient d’être présenté, il sera constitué de deux accélérateurs linéaires souterrains se faisant face et mesurant chacun 15 kilomètres de long. En tout, la machine mesurera 31 kilomètres de long, soit plus que le LHC, un anneau circulaire de 27 kilomètres de circonférence. L’ILC fera entrer en collision des électrons avec des positrons, leur équivalent de charge positive. D’abord concentrées sous forme de faisceaux très denses, ces particules seront accélérées grâce à l’énergie fournie par des cavités supraconductrices, fonctionnant à une température proche du zéro absolu. A l’issue de cette accélération, elles se rencontreront avec une énergie de collision de 500 GeV (gigaélectronvolts), au sein de détecteurs dont le rôle sera d’étudier les nouvelles particules produites lors des impacts.
« Le LHC est une très bonne machine pour découvrir de nouvelles particules comme le boson de Higgs, mais nous avons besoin de l’ILC pour étudier leurs caractéristiques », affirme Lyn Evans, physicien au CERN. Le LHC accélère en effet des particules complexes, les protons, qui sont constitués de quarks et de gluons. Chaque collision donne ainsi lieu à un important « bruit de fond » difficile à interpréter. « En revanche, l’ILC fait se rencontrer des particules élémentaires, les électrons et les positrons, dont les interactions sont moins complexes et dont on peut bien maîtriser l’énergie. Il devrait donc nous livrer des informations plus précises », indique pour sa part Sandro de Cecco, du Laboratoire de physique nucléaire et des hautes énergies du CNRS, à Paris.
Mais au fait, pourquoi construire un accélérateur linéaire et non circulaire, comme dans le cas du LHC ? Lorsqu’elles accélèrent sur une courbe, les particules émettent un rayonnement dit « synchrotron », qui leur fait perdre de l’énergie. Peu significative dans le cas de particules lourdes comme les protons, cette perte d’énergie est, en revanche, problématique avec les électrons, plus légers. « On doit constamment réaccélérer le faisceau de particules pour compenser, et cela devient impossible lorsqu’on veut atteindre l’énergie de 500 GeV souhaitée pour l’ILC », précise Lyn Evans.
Parmi les missions confiées à l’ILC, la principale sera de préciser les caractéristiques des particules nouvellement découvertes, en premier lieu celles du boson de Higgs. La machine semble particulièrement bien armée pour atteindre cet objectif, puisqu’il s’agit, d’après les physiciens, d’une véritable « usine à Higgs ». « Avec le LHC, qui va continuer à fonctionner, nous ne produirons que quelques milliers de Higgs, alors que chaque collision de l’ILC devrait en fournir un », évalue Sandro de Cecco. Grâce au grand nombre d’observations recueillies sur ce boson, les scientifiques espèrent mieux comprendre la manière dont il interagit avec les autres particules, leur conférant ainsi leur masse. Cela devrait permettre de déterminer sa nature. « Actuellement, les mesures effectuées au CERN suggèrent que le Higgs correspond au modèle standard de la physique des particules, mais l’ILC pourrait révéler qu’il fait partie d’une extension de ce modèle », explique Sandro de Cecco. Les théories qui existent en dehors du modèle standard, telle que la supersymétrie, prévoient en effet l’existence de plusieurs bosons de Higgs !
À plus longue échéance, l’ILC pourrait aussi éclairer de nouveaux domaines de la physique, tels que l’étude de la matière noire, dont la nature nous reste inconnue. Afin de mener des travaux plus poussés, les physiciens envisagent d’ailleurs, à terme, de doubler la longueur des accélérateurs de l’ILC, afin de porter son énergie à 1 TeV (ou téraélectronvolt). Par la suite, un autre accélérateur pourrait prendre le relais : baptisé CLIC, pour Collisionneur linéaire compact, il aurait une énergie au moins cinq fois plus importante que celle de l’ILC. Mais des recherches doivent être menées pour préciser son mode de fonctionnement.
Quant à l’ILC, sa réalisation concrète dépendra de la volonté des gouvernements de le financer. Son coût est évalué à quelque 7 milliards de francs, dont la majeure partie devra être payée par le pays qui hébergera l’installation. « Cette machine ne sera pas construite au CERN, qui va encore exploiter le LHC pendant une vingtaine d’années », estime Lyn Evans. En revanche, les Japonais semblent intéressés : « On attend des annonces de leur part d’ici à la fin de l’année », indique Sandro de Cecco. La construction ne commencera cependant pas avant plusieurs années, et il faudra alors environ dix ans de construction avant que les premières collisions ne se produisent dans l’ILC.
La réaction de Peter Higgs à cette nouvelle sera très intéressante !
(voir les articles des 2 et 11 juin 2013)
Avant de commencer l’étude de cette machine, nous pouvons poser des questions « élémentaires » qui montrent, peut-être, que la physique, ou les physiciens, sont très difficiles à comprendre :
Le LHC est censé casser des protons : tous les dictionnaires disent, et tous les physiciens savent, que les protons sont incassables. Après avoir supporté l’explosion des étoiles, ils existent dans les nébuleuses.
On se demande quelles sont les particules qui sont entrées en collision dans le LHC, ces 3 ou 4 dernières années…
Le ILC est étudié pour créer la rencontre de faisceaux d’électrons et de positrons. Tous les électrons sont de charge négative, donc ils se repoussent quand ils se rencontrent : comment peut-on les mettre ensemble pour en faire un faisceau ?
Il en est de même pour les positrons qui seraient de charge positive.
Les électrons et les positrons, s’ils sont de charges contraires, s’attirent et s’annihilent. A-t-on besoin de construire un appareil très sophistiqué à 10 ou 20 milliards d’euros pour réaliser une opération qui serait naturelle et impossible à empêcher ?
Sans attendre de réponse à ces questions, reprenons notre analyse des informations concernant le possible futur ILC.
31 kilomètres de long, en lignes droites, pour lancer l’une contre l'autre des particules qui mesurent 10-18 mètre, soit un milliardième de milliardième de mètre… Les particules vont effectuer 31 mille milliards de milliards de fois la longueur de leur dimension avant de se rencontrer. Cela est-il utile ?
Les électrons iront rencontrer des positrons et on sait déjà par les explications théoriques mathématiques concernant ces particules, semblables mais de charges opposées mathématiquement, qu’un électron et un positron (s’il peut exister) en contact disparaissent immédiatement : en mathématique, un facteur plus, plus un facteur moins, donnent zéro et les facteurs disparaissent. Mais les physiciens disent qu’un électron plus un positron créent une étincelle de photons, sortis… de rien. Est-il utile d’étudier un phénomène qui ne peut pas exister ?
Qu’est que cette énergie de collision de 500 GeV (gigaélectronvolts), 500 milliards de fois celle d’un électron ?
Est-ce une énergie qui est donnée aux particules qui se déplacent vers leur rencontre ? Ou bien est-ce la totalité de l’énergie au point de rencontre ?
Les physiciens savent que les électrons ont une charge d’énergie déterminée et qu’elle ne peut pas être changée. Elle est par définition de 1 électronvolt.
Cette énergie est donnée à une masse et les physiciens savent que la masse de l’électron est déterminée et ne peut pas être changée.
Comment la masse limitée d’un électron peut-elle incorporer une énergie exceptionnellement forte ?
Il s’agirait probablement d’une suite très rapide, presque à la vitesse de la lumière (?) de collision de 500 milliards d’électrons, rencontrant 500 milliards de positrons, qu’il faudrait trouver…
Les électrons recevront-ils une charge négative de 500 milliards d’électronvolts et les positrons une charge positive équivalente ?
Le but est d’obtenir au moins trois bosons de Higgs.
Existent-ils réellement ou bien comme pour le premier, celui du LHC, disparaîtront-ils immédiatement, sans avoir « vécu » un seul instant ?
Il est certain que les ingénieurs et techniciens sauraient construire un appareil aussi sophistiqué.
Mais est-il raisonnable de l‘étudier et le construire pour tenter d’expliquer une idée basée sur des théories qui sont encore discutables et discutées, sans jamais aucun rapport avec la réalité pratique de la matière ou des objets de la terre et donc de l’univers.
On disait que le boson de Higgs, le premier, le vrai, confirmerait la théorie du modèle standard. Sinon il faudrait changer cette théorie.
Actuellement aucune conclusion n’est tirée de l’existence supposée de ce boson de Higgs, et son utilité, pour confirmer la théorie du modèle standard. Alors on va plus loin et on parle à nouveau d’une autre nouvelle théorie.
Une nouvelle théorie semble indispensable, mais il faut qu’elle soit nouvelle, indépendante des théories anciennes qui ne mènent à rien.
Nous arrivons alors aux problèmes généraux de toute « la physique ».
Les théories actuelles sont principalement basées sur celle de la relativité d’Einstein et sur les formules mathématiques qui ont amené la mécanique quantique et le modèle standard des particules et des interactions.
Ces deux théories celle d’Einstein et celle de la mécanique quantique n’ont rien apporté de concret à la connaissance réelle de la matière.
L’histoire de ces théories nous l‘explique très bien.
L’expérience de 1919 à l’Île Principe qui devait vérifier la validité de la théorie de la relativité n’a pas été concluante.
D’après Arthur Eddigton qui dirigeait l’expérimentation lors de l’éclipse totale du soleil, « La météo était mauvaise et les plaques photographiques de mauvaises qualités et difficiles à mesurer » ; lit-on dans Wikipedia (en 2013). Personne ne parle de ce raté.
Aucune application pratique n’existe de la théorie de la relativité, basée sur l’idée de Newton de l’attraction gravitationnelle des masses que Nelson, lui-même, disait fausse.
En 1692, il écrivait, dans une lettre à Richard Bentley : « Que la gravité soit innée, inhérente et essentielle à la matière, en sorte qu'un corps puisse agir sur un autre à distance au travers du vide, sans médiation d'autre chose, par quoi et à travers quoi leur action et force puissent être communiquées de l'un à l'autre est pour moi une absurdité dont je crois qu'aucun homme, ayant la faculté de raisonner de façon compétente dans les matières philosophiques, puisse jamais se rendre coupable. » En même temps, il confirmait implicitement l’existence de l’éther de l’espace qui, à l’époque, était mal compris mais n’était pas mis en doute.
Les physiciens de l’école de Copenhague, avec Niels Bohr, savaient que leurs études n’étaient que provisoires en attendant un développement des techniques qui permettraient de contrôler tout ce qu’ils trouvaient avec des quanta qui n’étaient que des facteurs mathématiques pour continuer leurs études. Ils le disaient et il est permis de se demander qui a transformé les formules mathématiques de Dirac, et autres, en éléments physiques, particules et forces, auxquelles on donnait un nom pour les concrétiser.
Les mathématiciens ont continué à aller trop loin et rien de pratique n’est jamais sorti de la mécanique quantique et l’une de ses émanations, le modèle standard des particules et interactions, dont n’est jamais expliquée l’implication dans la création de la matière et l’utilisation ni des particules, ni de toutes les forces créées avec des noms différents.
On donne actuellement le nom de quantique à des phénomènes encore inobservables mais réels que les techniciens peuvent étudier et utiliser pour avancer dans leur mise en pratique des phénomènes dont ils ont besoin sur la terre. Tout ce qui concerne l’électricité et l‘électronique fait des progrès permanents et très importants uniquement par une suite d’expérimentations et d’essais. Aucune explication compréhensible et pratique n’existe qui serait utilisable et applicable par les ingénieurs et techniciens. Les champs électromagnétiques et les équations de Maxwell n’ont jamais servi, ni à rien, ni à personne.
Parenthèse
Je me permets ces remarques parce que je suis vieux et non physicien.
En me servant ce qui est réellement connu par tous les physiciens, j’ai établi la théorie d’une nouvelle physique qui explique tous les phénomènes, sur la terre et dans l’univers, en se basant uniquement sur les électrons et les événements dus à leurs qualités, sans aucune hypothèse ad hoc. Tout ce que je ne peux pas expliquer moi-même avec cette théorie pourrait l‘être par des scientifiques connaissant beaucoup mieux que moi tous les phénomènes pratiques de physique et autres sciences liées.
Fin de la parenthèse
Les buts du ILC sont difficilement compréhensibles.
On sait que les électrons (et positrons) sont des particules élémentaires. Ils sont donc incassables.
Le but serait de créer d’autres bosons. Le premier n’existe pas puisqu’il disparaît dès qu’il est créé et ne peut donc être ni observé ni analysé ou étudié. Les autres seront-ils de même qualité ?
Il est question de la matière noire. C’est un problème complètement différent. La matière est dite noire simplement pas ce qu’on ne peut pas la voir. Les astronomes savent que les étoiles évoluent et finissent par disparaître mais se retrouvent, un grand nombre de milliards d’années plus tard, sous une forme différente, dans les nébuleuses où se recréent des étoiles.
Nous pouvons penser que cette matière noire n’est qu’une forme intermédiaire de la matière que nous connaissons, en cours de transformation entre son état dans les étoiles et sa dispersion dans les nébuleuses.
Ma conclusion de cette étude rapide peut être tirée de la phrase ci-dessous, difficile à comprendre, extraite d’un texte du CERN : / L’accélérateur de particules de nouvelle génération est prêt pour la phase de construction
« …Chaque paquet contiendra 20 milliards d'électrons ou de positrons concentrés dans un espace bien plus petit que l'épaisseur d'un cheveu, ce qui signifie que le taux de collision sera très élevé. Cette « luminosité » élevée, combinée avec l'interaction très précise de deux particules sans sous-structure qui s'annihilent mutuellement, permettra à l'ILC de fournir une immense quantité de données aux scientifiques afin qu'ils puissent mesurer avec une très grande précision les propriétés des particules, telles que le boson de Higgs récemment découvert… »
Que peut-on trouver après des collisions de particules qui « s’annihilent mutuellement » ?
©PhD