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Organisation européenne pour la recherche nucléaire [CERN] - sciences et techniques.

Publié le 27/04/2013

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Organisation européenne pour la recherche nucléaire [CERN] - sciences et techniques. 1 PRÉSENTATION Organisation européenne pour la recherche nucléaire [CERN], plus grand centre de physique des particules au monde, créé en 1952 sur la frontière franco-suisse, également appelé Laboratoire européen pour la physique des particules et connu sous l'acronyme CERN (Centre européen pour la recherche nucléaire). 2 HISTORIQUE C'est au lendemain de la Seconde Guerre mondiale qu'est prise la décision de créer le Conseil européen pour la recherche nucléaire (CERN), pour tenter de refonder une science européenne mise à mal par la guerre et l'avance américaine. Alors que fonctionnent déjà aux États-Unis deux accélérateurs de particules, le CERN voit le jour en 1952, à la suite d'une résolution adoptée par les représentants de onze États européens lors de la cinquième Conférence générale de l'Unesco (1950). Il se voit fixer pour mission la recherche fondamentale sur la structure de la matière, à l'exclusion de toute activité à des fins militaires (il s'agit alors de tenter de faire oublier Hiroshima par une utilisation pacifique et scientifique du nucléaire). Les travaux pour la construction du laboratoire et de son accélérateur commencent au mois de mai 1954. Le 29 septembre de la même année, la convention du CERN est ratifiée par douze États européens (la République Fédérale d'Allemagne, la Belgique, le Danemark, la France, la Grèce, l'Italie, la Norvège, les Pays-Bas, le Royaume-Uni, la Suède, la Suisse, et la Yougoslavie). Le 10 juin 1955, le physicien américain d'origine suisse Félix Bloch, premier directeur général du CERN, pose la première pierre sur le site du laboratoire. Cette avance rapide du projet (cinq années seulement de la première résolution à la pose de la première pierre) traduit la volonté des responsables politiques européens de s'appuyer sur une collaboration scientifique pour tourner définitivement la page de la Seconde Guerre mondiale, ce qui rendait par ailleurs la présence de l'Allemagne indispensable. C'est en 1957 que le premier accélérateur, le synchrocyclotron (SC) à protons est mis en service, permettant à la plupart des pays européens de participer aux expériences de physique les plus avancées au niveau mondial. Depuis, d'autres accélérateurs et détecteurs de particules (toujours plus performants) ont pris le relais et contribuent à faire du CERN un centre international de recherche d'avant-garde. 3 ORGANISATION 3.1 États membres et non-membres Né sur les décombres de la recherche européenne, le CERN est aujourd'hui l'un des plus grands instruments mondiaux de recherche fondamentale. Des chercheurs de toutes nationalités y collaborent : il comprend aujourd'hui vingt États membres européens, et de nombreux pays non-européens participent également à ses travaux. Les pays membres sont l'Allemagne, l'Autriche, la Belgique, la Bulgarie, le Danemark, l'Espagne, la Finlande, la France, la Grèce, la Hongrie, l'Italie, la Norvège, les Pays-Bas, la Pologne, le Portugal, la République slovaque, la République tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. Ils contribuent au capital et aux frais d'exploitation des programmes du CERN, et sont représentés au Conseil, responsable de toutes les décisions importantes concernant le laboratoire et ses activités. D'autres États ou organisations internationales ne peuvent adhérer mais participent en tant qu'observateurs. Ce statut leur permet d'assister aux réunions du Conseil sans prendre part aux procédures de décision. Les États observateurs et les organisations participant aux programmes du CERN sont la Commission européenne, les États-Unis, l'Inde, Israël, le Japon, la Fédération de Russie, la Turquie, et l'Unesco. Des États non-membres participent aux programmes du CERN. Il s'agit de l'Algérie, l'Argentine, l'Arménie, l'Australie, l'Azerbaïdjan, la Biélorussie, le Brésil, le Canada, la Chine, la Croatie, Chypre, l'Estonie, la Géorgie, l'Islande, l'Inde, l'Iran, l'Irlande, le Mexique, le Maroc, le Pakistan, le Pérou, la Roumanie, la Serbie, la Slovénie, l'Afrique du Sud, la Corée du Sud, Taïwan et l'Ukraine. La participation de pays comme l'Inde, le Pakistan et la Chine, en dépit de relations politiques difficiles, est révélatrice du rôle joué par le CERN, qui fait de lui « une organisation dédiée aux efforts scientifiques communs, profitant à des pays qui furent empêtrés dans un combat mortel «, selon les souhaits du physicien américain Isidore Isaac Rabi (prix Nobel de physique en 1944) lors la conférence de l'Unesco de 1950. 3.2 Structure À la tête du CERN, un Conseil en est l'autorité suprême, responsable en dernier ressort de toutes les décisions importantes. Il détermine la ligne de conduite de l'organisation en matière scientifique, technique et administrative, assisté dans sa tâche par le Comité des directives scientifiques et le Comité des finances. Le Directeur général est traditionnellement un scientifique, nommé pour cinq ans par le Conseil. Assisté d'un Directoire, il administre le laboratoire en s'appuyant sur les sept départements que compte l'organisation (accélérateurs et faisceaux, technologie des accélérateurs, physique, technologies de l'information, support technique, finances et ressources humaines). 4 ÉQUIPEMENTS ET CHERCHEURS Le complexe d'accélérateurs du CERN comprend huit accélérateurs de particules (dont deux linéaires) qui comptent parmi les plus grands instruments scientifiques jamais construits. Sur le même site se succèdent des machines d'énergies croissantes, chacune injectant un faisceau dans la suivante qui prend le relais pour amener le faisceau de particules à un niveau d'énergie encore plus élevé, et ainsi de suite. Après la mise en service du synchrocyclotron en 1957, le CERN inaugure le 5 février 1960 son premier gros accélérateur, un synchrotron à protons (PS). En 1965, la construction des anneaux de stockage à intersections (ISR, Intersecting Storage Rings) est approuvée ; achevés en 1970, ils constituent le premier collisionneur à protons au monde. Parallèlement démarre en 1971 la construction du Super Proton Synchrotron (SPS) de 7 kilomètres de circonférence, qui accélère des protons ou des ions lourds pour obtenir des faisceaux de particules d'énergie très élevée dans le but de bombarder une cible. En 1983 débutent les travaux de construction du Large Electron Positron (LEP), qui est inauguré le 13 novembre 1989 ; sa circonférence de 27 kilomètres fait de lui le plus grand accélérateur de particules au monde (il accélère et fait entrer en collision des électrons et leurs antiparticules, les positrons). En 1994, la construction du grand collisionneur de hadrons (LHC, Large Hadron Collider) est approuvée et entraîne dès 2001 le démontage du LEP. Le LHC, qui doit démarrer en 2007, permettra des collisions de faisceaux de protons à une énergie de 14 TeV et sondera la matière plus profondément que jamais auparavant. Des faisceaux de noyaux de plomb seront également accélérés, entrant en collision avec une énergie de 1 150 TeV. Le CERN emploie près de 3 000 personnes à plein temps, et accueille environ 6 500 chercheurs issus de 500 universités et plus de 80 nations (soit près de la moitié de la communauté mondiale dans ce domaine). 5 DÉCOUVERTES MAJEURES ET GRANDES FIGURES DU CERN En cinq décennies, les découvertes scientifiques effectuées dans les laboratoires du CERN sont nombreuses et majeures. Les anneaux de stockage à intersections (ISR) produisent le 27 janvier 1971 les premières collisions proton-proton au monde. En 1973, une expérience menée par le physicien français André Lagarrigue met en évidence les courants neutres, ce qui constitue une première validation de la théorie électrofaible (voir théorie des champs unifiée). En 1981 sont réalisées les premières collisions proton-antiproton, et l'équipe de Carlo Rubbia et Simon Van der Meer découvre en 1983 les bosons W et Z, vecteurs de l'interaction faible, confirmant ainsi la théorie électrofaible. Pour cette découverte, ils reçoivent le prix Nobel de physique l'année suivante, concrétisant ainsi l'un des rêves des fondateurs du CERN, celui d'établir la prééminence de l'Europe dans le champ très concurrentiel de la science « lourde «. En 1989, les informaticiens Tim Berners-Lee et Robert Cailliau inventent le World Wide Web, initialement conçu et développé pour répondre au besoin de partage d'informations entre des scientifiques travaillant dans différentes universités et instituts aux quatre coins du monde. En 1992, le physicien français Georges Charpak reçoit le prix Nobel de physique pour l'invention et la mise au point de détecteurs de particules, en particulier la chambre proportionnelle multifils (inventée en 1968). En 1994, des physiciens du CERN prédisent la masse que devrait avoir le quark top, l'un des constituants ultimes de la matière. Ce résultat important oriente les recherches d'une équipe américaine du Fermilab qui parvient à découvrir ce fameux quark l'année suivante. La prochaine mise en service du LHC, dont le but ultime est la découverte du boson de Higgs (pièce manquante du modèle standard), confirmera le CERN dans son rôle de pôle majeur de la recherche mondiale en physique des particules. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. Tous droits réservés.

« de 27 kilomètres fait de lui le plus grand accélérateur de particules au monde (il accélère et fait entrer en collision des électrons et leurs antiparticules, les positrons).

En 1994, la construction du grand collisionneur de hadrons (LHC, Large Hadron Collider) est approuvée et entraîne dès 2001 le démontage du LEP.

Le LHC, qui doit démarrer en 2007, permettra des collisions de faisceaux de protons à une énergie de 14 TeV et sondera la matière plus profondément que jamais auparavant.

Des faisceaux de noyaux de plomb seront également accélérés, entrant en collision avec une énergie de 1 150 TeV. Le CERN emploie près de 3 000 personnes à plein temps, et accueille environ 6 500 chercheurs issus de 500 universités et plus de 80 nations (soit près de la moitié de la communauté mondiale dans ce domaine). 5 DÉCOUVERTES MAJEURES ET GRANDES FIGURES DU CERN En cinq décennies, les découvertes scientifiques effectuées dans les laboratoires du CERN sont nombreuses et majeures. Les anneaux de stockage à intersections (ISR) produisent le 27 janvier 1971 les premières collisions proton-proton au monde.

En 1973, une expérience menée par le physicien français André Lagarrigue met en évidence les courants neutres, ce qui constitue une première validation de la théorie électrofaible ( voir théorie des champs unifiée). En 1981 sont réalisées les premières collisions proton-antiproton, et l’équipe de Carlo Rubbia et Simon Van der Meer découvre en 1983 les bosons W et Z, vecteurs de l’interaction faible, confirmant ainsi la théorie électrofaible.

Pour cette découverte, ils reçoivent le prix Nobel de physique l’année suivante, concrétisant ainsi l’un des rêves des fondateurs du CERN, celui d’établir la prééminence de l’Europe dans le champ très concurrentiel de la science « lourde ». En 1989, les informaticiens Tim Berners-Lee et Robert Cailliau inventent le World Wide Web, initialement conçu et développé pour répondre au besoin de partage d’informations entre des scientifiques travaillant dans différentes universités et instituts aux quatre coins du monde. En 1992, le physicien français Georges Charpak reçoit le prix Nobel de physique pour l’invention et la mise au point de détecteurs de particules, en particulier la chambre proportionnelle multifils (inventée en 1968). En 1994, des physiciens du CERN prédisent la masse que devrait avoir le quark top, l’un des constituants ultimes de la matière.

Ce résultat important oriente les recherches d’une équipe américaine du Fermilab qui parvient à découvrir ce fameux quark l’année suivante. La prochaine mise en service du LHC, dont le but ultime est la découverte du boson de Higgs (pièce manquante du modèle standard), confirmera le CERN dans son rôle de pôle majeur de la recherche mondiale en physique des particules. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation.

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