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Concept
Grand collisionneur de hadrons
Résumé
vignette|Tunnel du LHC avec le tube contenant les électroaimants supraconducteurs.
Le Grand collisionneur de hadrons (en anglais : Large Hadron Collider — LHC), est un accélérateur de particules mis en fonction en 2008 au CERN et situé dans la région frontalière entre la France et la Suisse entre la périphérie nord-ouest de Genève et le pays de Gex (France). C'est le plus puissant accélérateur de particules construit à ce jour, a fortiori depuis son amélioration achevée en 2015 après deux ans de mise à l'arrêt. Il est même présenté comme le plus grand dispositif expérimental jamais construit pour valider des théories physiques. En 2012, il confirme l'existence du boson de Higgs.
Le LHC a été construit dans le tunnel circulaire ( de circonférence) de son prédécesseur, le collisionneur LEP (Large Electron Positron). À la différence de ce dernier, ce sont des protons qui sont accélérés pour produire des collisions, en lieu et place des électrons ou des positons pour le LEP.
Ces protons seront accélérés jusqu'à une énergie de , soit près de leur énergie de masse. L'énergie totale de deux protons incidents sera ainsi de . Le LHC sera également utilisé pour accélérer des ions lourds comme le plomb avec une énergie totale de collision de pour le noyau dans son ensemble soit un peu plus de par nucléon qu'il contient.
Huit détecteurs, dont quatre de très grande taille, sont installés sur cet accélérateur, à savoir ATLAS, CMS, TOTEM, LHCb, ALICE, LHCf, MoEDAL et FASER (voir leur description détaillée).
vignette|Situation du LHC et du SPS.
vignette|Un diagramme de Feynman montrant une voie possible de génération d'un boson de Higgs au LHC. Ici deux quarks émettent des bosons W ou Z qui se combinent pour former un boson de Higgs neutre.
Les physiciens espèrent apporter des éléments de réponse à plusieurs questions concernant la physique des particules et la cosmologie à l'aide de ces détecteurs :
le modèle standard décrit de façon remarquablement précise la physique des particules.
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