La mécanique quantique est à maints
égards la théorie la plus folle de la physique. Très à distance des conceptions
ordinaires du réel, elle se formule en des lois qui défient l’imagination la
plus débridée. Elle choque aussi le sens des mots en faisant voir que le vide
n’est pas l’espace vide… Il est un espace habité, impossible à vider tout à
fait. Il apparaît empli de ce qu’on pourrait appeler de la matière «fatiguée»,
constituée de particules bel et bien présentes mais n’existant pas réellement.
Heureusement, il y a un autre moyen plus
efficace de réveiller les êtres interlopes qui peuplent le vide quantique : il
suffit de faire entrer en collision, au-dessus de leur tête, deux particules de
haute énergie. Celles-ci offrent alors
gratuitement leur énergie au vide et, du coup, certaines particules virtuelles
deviennent réelles et s’échappent hors de leur repaire. Elles qui faisaient une
petite sieste retrouvent leur vitalité d’antan et s’extraient du vide quantique
avec une énergie plus ou moins élevée.
C’est justement ce que permet cette énorme machine qu’est le
Large Hadron Collider (LHC) : il sonde le vide quantique en
l’excitant.
Il s’agit concrètement d’un collisionneur de particules de
27 kilomètres de circonférence, érigé par le Cern de part et d’autre de la
frontière franco-suisse, qui permet de réaliser des collisions entre protons
(notamment) de très haute énergie. On devine aisément la prouesse technique
qu’a constituée un tel projet : deux faisceaux de dimensions infimes,
parcourant en sens inverse et 11 245 fois par seconde un anneau de
27 kilomètres de circonférence à une vitesse presque égale à la vitesse de
la lumière, se percutent frontalement en des lieux parfaitement déterminés.
Répartis tout au long de l’anneau, plus de 1 200 aimants dipolaires
supraconducteurs de 15 mètres de long, refroidis à l’hélium superfluide,
au champ magnétique très élevé, guident les protons sur leur trajectoire
circulaire, tandis que des cavités radiofréquence supraconductrices confèrent à
chacun une énergie qui est de l’ordre de celle d’un moustique en vol. C’est grâce à ce puissant
collisionneur qu’en 2012 le boson de Higgs a pu être violemment extirpé du
vide, puis repéré et identifié grâce à deux énormes détecteurs, CMS et Atlas
Para ir más lejos, el acelerador de
partículas levanta el pie.
Al provocar la colisión de protones de muy
alta energía, la enorme máquina del Cern puede extraer partículas virtuales del
vacío cuántico, como en 2012, el bosón de Higgs. Pero para comprender
mejor la realidad, debemos acercarnos a las condiciones del universo
primordial.
La mecánica cuántica es, en muchos sentidos, la
teoría más loca de la física. Lejos de las concepciones ordinarias de la
realidad, se formula en leyes que desafían a la imaginación más
desenfrenada. También sorprende el significado de las palabras al mostrar
que el vacío no es un espacio vacío ... Es un espacio habitado, imposible de
vaciar por completo. Parece estar lleno de lo que podría llamarse materia
"cansada", que consiste en partículas que realmente están presentes
pero que realmente no existen.
Afortunadamente, existe otra forma más efectiva
de despertar a los seres indecorosos que pueblan el vacío cuántico: basta
colisionar, por encima de sus cabezas, dos partículas de alta
energía. Estos luego ofrecen su energía libre al vacío y, de repente,
algunas partículas virtuales se vuelven reales y escapan de su
guarida. Los que tomaron una siesta encuentran su vitalidad de antaño y se
extraen del vacío cuántico con mayor o menor energía.
Esto es precisamente lo que esta enorme
máquina, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), permite: prueba el vacío
cuántico al excitarlo. Es un colisionador de hormigón de 27 kilómetros de
circunferencia, erigido por el CERN a ambos lados de la frontera franco-suiza,
lo que permite colisiones entre protones (incluidos) de muy alta
energía. La destreza técnica de un proyecto de este tipo es fácil de
adivinar: dos haces de dimensiones diminutas, que viajan en reversa y 11,245
veces por segundo un anillo de 27 kilómetros de circunferencia a una velocidad
casi igual a la velocidad de la luz, Chocan frontalmente en lugares
perfectamente determinados. Distribuidos en todo el anillo, más de 1,200
imanes dipolos superconductores de 15 metros, refrigerados con helio
superfluido, gracias a este poderoso colisionador, en 2012 el bosón de Higgs
pudo ser erradicado violentamente del vacío, y luego descubierto e identificado
gracias a dos enormes detectores, CMS y Atlas.
https://www.liberation.fr/debats/2018/12/02/pour-aller-plus-loin-l-accelerateur-de-particules-leve-le-pied_1695566
Brais Piñeiro Montoiro 4º ESO A
