Repr�sentation sch�matique de la cr�ation de particules lors de l'annihilation d'un �lectron et d'un positon lors d'une collision � haute �nergie.
L'anneau AdA (Anello di Accumulazione)
Un des quatre trains monorail du LEP : ces trains circulent dans le tunnel, transportant des marchandises et des passagers.
La d�couverte de la particule W dans le d�tecteur UA1 : une collision proton-antiproton produit un �lectron avec une �nergie transverse �lev�e (Cf. fl�che).
Les laur�ats du Prix Nobel de 1984 au CERN, Carlo Rubbia (� gauche) et Simon van der Meer
Vue g�n�rale des exp�riences du LHC
Les puissants aimants supraconducteurs pour le prochain acc�l�rateur de particules du CERN, le Grand collisionneur de hadrons (LHC)
L'�re des acc�l�rateurs
La fronti�re des hautes �nergies
Tout d'abord, dans les ann�es 60, se d�velopp�rent les collisionneurs �lectron-positon. Apr�s la d�couverte du positon par Anderson, les physiciens apprirent vite � cr�er de grandes quantit�s de positons (l'interaction de radiations avec la mati�re peut produire simultan�ment un �lectron et un positon). Un certain nombre de collisionneurs furent construits en Europe et aux Etats-Unis et, gr�ce � eux, de nombreuses d�couvertes importantes sur la nature fondamentale de la mati�re et sur notre univers furent r�alis�es.
Le premier collisionneur �lectron-positon fut l'"Anello d'Accumulazione" (AdA) construit par Bruno Touschek � Frascati (Rome) en 1960. Le plus grand de tous est le Grand collisionneur �lectron-positon (LEP) du CERN, qui entra en op�ration en �t� 1989 avec une �nergie de collision de 91.2 GeV. L'ann�e 2000 sera la derni�re ann�e de fonctionnement du LEP, qui a atteint maintenant une �nergie de collision impressionnante de 204 GeV. Les d�tecteurs autour de l'anneau du LEP ont �t� capables de r�aliser des exp�riences extr�mement pr�cises, testant et �tendant nos connaissances des particules et de leurs interactions.
En fait, le LEP restera le plus grand collisionneur �lectron-positon circulaire jamais construit : une propri�t� des �lectrons, appel�e "rayonnement synchrotron" rend impossible l'acc�l�ration des �lectrons � des �nergies plus �lev�es dans un plus grand collisionneur circulaire. Cependant, les projets pour la prochaine g�n�ration des collisionneurs �lectron-positon sont d�j� sur pied - cette fois sous forme de collisionneurs lin�aires, o� les �lectrons et les positons entreront en collision frontale apr�s avoir �t� acc�l�r�s en ligne droite sur de tr�s nombreux kilom�tres...
Le collisionneur proton-antiproton, compl�mentaire aux �tudes et aux d�couvertes faites avec les collisionneurs �lectron-positon, lance malheureusement un d�fi beaucoup plus grand. Comme les antiprotons (ou les protons) sont pratiquement 2000 fois plus lourds que les anti�lectrons (ou les �lectrons), ils n�cessitent beaucoup plus d'�nergie pour �tre cr��s. Il �tait aussi beaucoup plus difficile d'accumuler des antiprotons et de les stocker suffisamment longtemps pour permettre � un faisceau d'antiprotons de circuler dans un collisionneur.
Cependant, au d�but des ann�es 80, Simon van der Meer au CERN inventa le "refroidissement stochastique" - une technique qui rend maintenant possible l'accumulation, la concentration et le contr�le de faisceaux d'antiprotons. Le Super synchrotron � protons (SPS) du CERN devint un collisionneur proton-antiproton de 300 GeV et, en 1983, l'�quipe exp�rimentale UA1, dirig�e par Carlo Rubbia, vit deux nouvelles particules, le boson W et le boson Z, produites dans les collisions du SPS. Les physiciens soup�onnaient depuis de nombreuses ann�es l'existence de ces deux bosons et cette confirmation passionnante rapporta � Rubbia et van der Meer le Prix Nobel de physique de 1984.
Aujourd'hui le collisionneur proton-antiproton le plus puissant se trouve au Fermilab, � Chicago. Avec une �nergie de collision qui peut monter jusqu'� 1.8 TeV (1800 GeV !), le Tevatron fit parler de lui en 1995 avec la d�couvert du quark top.
Et il y a plus encore... Depuis le d�but des ann�es 90, le CERN s'est pr�par� pour son prochain grand collisionneur : le Grand collisionneur de hadrons (LHC) remplacera le LEP dans son tunnel souterrain et fera entrer en collision deux faisceaux de protons � une �nergie record de 14 TeV (14000 MeV !).
Cependant, pourquoi des collisions proton-proton et non pas proton-antiproton ? En fait, � des �nergies aussi �lev�es que 14 TeV, les collisions proton-proton et les collisions proton-antiproton commencent pratiquement � se ressembler. Et comme il est toujours plus facile de produire des faisceaux de protons que des faisceaux d'antiprotons, les physiciens ont choisi de maximiser le taux de collisions en utilisant simplement deux faisceaux de protons tr�s denses - et ainsi de maximiser les chances d'une nouvelle d�couverte.
Le LHC est actuellement en construction au CERN et quatre exp�riences, ATLAS, CMS, LHCb et ALICE, seront dispos�es autour de l'anneau du collisionneur.
