Les collisionneurs

Les collisions de particules sont un très bon moyen pour sonder la matière. L'étude des produits de ces collisions, à l'aide de détecteurs situés autour du point d'interaction, permet de mesurer précisément les caractéristiques des phénomènes physiques à l'origine de ces réactions.

Il existe deux types de collisions : les collisions sur cible fixe et les collisions faisceau contre faisceau. Afin de fournir toute l'énergie disponible à l'interaction, on utilise les collisions faisceau sur faisceau (comme pour le LHC), car les collisions sur cible présentent l'inconvénient majeur qu'une partie de l'énergie disponible est "perdue" dans le déplacement du centre de masse. La collision de deux faisceaux ayant la même énergie cinétique permet de s'affranchir de cette perte et de donner toute l'énergie à l'interaction. Actuellement, le seul collisionneur hadronique en service est le Tevatron à Fermilab aux Etats-Unis qui effectue des collisions proton contre anti-proton à une énergie d'un peu moins de 2 TeV dans le centre de masse. Le LHC [LhcTDR], schématisé par la figure , lorsqu'il sera opérationnel, fournira des paquets de protons d'une énergie de 7 TeV se croisant une fois toutes les 25 ns et chaque croisement produira en moyenne 20 collisions proton-proton, soit 800 millions de collisions par seconde. Il permettra aussi d'étudier la physique des ions lourds à l'aide de collisions plomb-plomb à l'énergie de 1300 TeV dans le centre de masse.