recherche dossier l’invité extra-muros étudiants actualitésCERN

recherche dossier l’invitée extra-muros étudiants actualitésCERN

13

CERN

Le CERNL’idée du CERN est née en 1954 d’une double volonté. Dans le contexte del’après-guerre, un tel institut contribuait à la reconstruction de l’Europeet au rassemblement de pays, ennemis mortels encore une décennie plustôt. Les gouvernements de 12 Etats* ont choisi d’unir leur force dans unprojet scientifique prestigieux pour une seconde raison. Il fallait à toutprix créer un laboratoire qui rende l’Europe à nouveau compétitive faceaux Etats-Unis dans le domaine de la physique fondamentale tout enfreinant une hémorragie de cerveaux vers l’autre rive de l’Atlantique.C’est le physicien français Louis de Broglie, prix Nobel de physique, quipropose le premier la création d’un laboratoire scientifique européen. Ilexpose son idée en décembre 1949, lors de la Conférence européenne dela culture à Lausanne, organisée par le Genevois Denis de Rougemont,autre pionnier de la construction européenne. Le projet passe immédia-tement sous la houlette de l’UNESCO et, en 1952, il est décidé de mettreen place le Conseil européen pour la recherche nucléaire (CERN). Ce der-nier choisit en octobre de la même année le site de Meyrin pour accueillirle futur laboratoire.Aujourd’hui, le CERN est le plus grand laboratoire de physique des parti-cules du monde. C’est une réussite en matière d’intégration culturelle etde collaboration entre les peuples. La communauté scientifique qui han-te ses locaux, loin de se restreindre à l’Europe, vient des quatre coins dela planète. La fuite des cerveaux a donc non seulement été réduite, maisinversée puisque la majorité des physiciens des particules du monde tra-vaillent aujourd’hui au CERN.Ce succès technologique et scientifique rejaillit sur la région en termeséconomiques ou de rayonnement culturel, bien que Genève ait toujourscompté des adversaires du CERN. Les physiciens de l’Université deGenève sont parmi les premiers bénéficiaires, puisqu’ils peuvent tra-vailler, à deux pas de chez eux, avec les machines les plus sophistiquéeset les collègues les plus compétents du monde dans leur domaine.

* 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, qui quittera l’organisation en 1961pour des raisons politiques.

www.cern.ch

Dossier réalisé par Vincent Monnet et Anton Vos

50 ans etdes particules

> Avec un budget d’un milliard de francs par an, leConseil européen pour la recherche nucléaire estun atout économique important pour la région.Entretien avec le professeur Maurice Bourquin,

ancien recteur de l’Université et ex-président duConseil du CERN

> Une initiative a été soumise au peuple en 1952pour interdire la construction du CERN sur sol

genevois. La République a été tenue en haleinedurant six mois

> Le CERN a servi de modèle pourle projet Sesame,dont l’objectif est la construction d’un synchrotron

en Jordanie. Le projet réunit entre autres Bahreïn,l’Egypte, Israël, l’Iran et l’Autorité palestinienne

Campus: Un demi-siècle après sa nais-sance, est-ce que le CERN (Conseil euro-péen pour la recherche nucléaire) méri-te encore son nom?Maurice Bourquin: Non. Le CERN ne pra-tique plus aujourd’hui de physiquenucléaire. Ce dernier mot vient du faitqu’il y a cinquante ans, on étudiait enco-re les noyaux des atomes, qui sont main-tenant très bien compris. Enfait, au début des années1950, les Etats membresavaient créé une entité pro-visoire, le Conseil européenpour la recherche nucléaire(CERN). Cet acronyme est res-té bien qu’en 1954, lors deson implantation sur le sitede Meyrin, le centre a étéofficiellement baptiséOrganisa-tion européennepour la recherche nucléaire.Dans les années 1980, ledirecteur général HerwigSchopper a essayé de chan-ger le nom de l’institution enchoisissant Laboratoire euro-péen de physique des parti-cules, ce qui correspondmieux à l’activité du CERN.Mais cette appellation nes’est jamais imposée officiel-lement.

Qu’étudiez-vous alors?Nous explorons les parti-cules les plus fondamentales

de la matière et les forces qui agissententre elles. Un nouveau terme est appa-ru récemment qui peut aussi illustrernos activités: astroparticule. Il définitles liens qui existent entre l’astrophy-sique et la physique des particules. Ons’est en effet aperçu qu’étudier les inter-actions entre les particules revenait enfait à étudier les premiers instants de

l’univers. Par ailleurs, l’observationastronomique s’est tellement dévelop-pée que l’on peut comparer les résultatsdu CERN avec ceux des télescopes.

Qui travaille au CERN?Actuellement, le laboratoire emploie2500 fonctionnaires internationaux. Aquelques exceptions près, ce ne sont pas

Campus N° 71 Université de Genève

recherche dossier l’invitée extra-muros étudiants actualitésCERN

recherche dossier l’invitée extra-muros étudiants actualitésCERN

1415

CERN

CERN

des chercheurs. Ils constituent un sou-tien technique et administratif. A cela ilfaut ajouter environ 6500 «utilisateurs»,payés par leur institution d’origine etqui exploitent les accélérateurs du CERNpour des périodes variables. Ce sont euxles scientifiques à proprement parler.

D’où viennent-ils?Du monde entier. Seuls des Etats euro-péens peuvent devenir membres de l’or-ganisation et contribuer à son dévelop-pement. Mais les installations du CERNsont accessibles aux scientifiques dumonde entier, sans aucune restriction.

Qui dirige le CERN?C’est le Conseil. Cette assemblée, où siè-gent les représentants des 20 Etatsmembres, nomme la direction du CERN,approuve les budgets ainsi que lesgrands programmes scientifiques etstratégiques. Les pays non européenspeuvent devenir «observateurs». Celasignifie qu’ils reçoivent les documents,ont le droit de s’exprimer, mais ne par-ticipent pas aux votes. Toutefois, leCERN cherche depuis quelques années às’ouvrir au reste du monde et non plusse limiter à l’Europe. Pour la construc-tion du LHC, par exemple, nous avonsobtenu des participations financières

des Etats-Unis, du Japon, de la Russie ouencore du Canada. Nous avons égale-ment créé le statut de pays associé, quipermettra à des Etats non européens departiciper au financement et à certainesdécisions.

Quels avantages retire Genève de laprésence du CERN?Grâce au CERN, la région bénéficied’une meilleure visibilité internationa-le et d’une plus grande attractivité pourles entreprises. Le budget du CERN avoi-sine le milliard de francs par année,dont une grande partie est dépensée sur

place. La moitié de cette somme estconstituée par les salaires et un millierde personnes sont employées par desentreprises de la région qui collaborentavec le CERN. Le montant des com-mandes passées à Genève se monte àenviron 80 millions de francs par an. Parailleurs, les équipements dont a besoinle CERN nécessitent un développementimportant et permettent aux entre-prises d’acquérir une expertise et unsavoir-faire précieux dans des domainescomme l’informatique ou la technolo-gie du vide et du froid. C’est vrai que lesfonctionnaires internationaux nepayent pas d’impôts – comme dans lereste du monde –, mais ce privilège estlargement compensé par les avantagesculturels et économiques qu’apporte laprésence du CERN.

Et l’Université?Les chercheurs de l’Université partici-pent depuis toujours aux projets duCERN. Beaucoup d’étudiants et d’ingé-nieurs ont ainsi été formés et les publi-cations scientifiques qui en ont résultése chiffrent par centaines. Et je ne parlelà que de la physique des particules. LeDépartement de physique de la matièrecondensée a aussi contribué au dévelop-pement de technologies comme la

supraconductivité, trèsutilisée dans les accélé-rateurs. Et puis, si leréseau informatique estsi avancé, à l’Universitéet dans le reste du can-ton, c’est grâce à nosrelations avec les ingé-nieurs du CERN, quinous ont aidés à instal-ler les lignes Internet àhaut débit.

Le CERN est-il un bon exemple d’inté-gration culturelle?Oui. Toutes les nationalités du mondes’y côtoient sans le moindre problème.C’est passionnant d’apprendre à colla-borer ainsi, surtout pour les jeunes. LeCERN a tissé des relations scientifiquesavec l’URSS en pleine période de guerrefroide. Aujourd’hui, on fait de mêmeavec la Chine et Taiwan. Nous avonsaccepté l’Inde comme pays observateur,et, plus récemment, nous avons signéun accord avec le Pakistan, malgré lestensions politiques qui peuvent existerentre ces pays et l’Occident.

Vous avez été à la fois président duConseil du CERN et recteur del’Université. Du point de vue de larecherche scientifique, quelle est l’insti-tution la plus efficace?C’est le CERN. Il est plus flexible, parexemple quand il s’agit d’engager unepersonne étrangère. L’obtention d’unvisa pose souvent des problèmes enSuisse, alors que le CERN, qui est uneorganisation autonome avec ses propresrègles, est beaucoup plus libre de cepoint de vue. Même chose pour lessalaires, les taxes et les emplois tempo-raires. Il faut dire que le CERN disposed’une excellente convention constituti-ve. Elle est si bien écrite que l’on arriveaujourd’hui encore à travailler avec untexte vieux de cinquante ans.

Le CERN est situé à cheval sur la frontiè-re. Cela pose-t-il des difficultés particu-lières?C’est effectivement assez complexe. Jene crois pas qu’il existe ailleurs un cassemblable. Au départ, le CERN étaitpurement genevois. En raison de sonagrandissement, il s’est étendu surFrance. L’accord de siège entre le CERNet la Suisse a été dupliqué pour laFrance. Depuis, des difficultés surgis-sent fréquemment. Par exemple, queldroit doit-on utiliser en cas de litige avecdes entreprises? Le CERN a demandé quela Suisse et la France définissent mieuxleurs relations en la matière, mais cesproblèmes administratifs et juridiquesne sont toujours pas résolus.

Le CERN a-t-il des concurrents?Actuellement, il n’y a pas de centre de lamême dimension dans le monde, bienqu’il existe d’autres accélérateurs departicules. Mais, si l’on veut que la phy-sique des particules continue à se déve-lopper, cela ne doit pas se faire dans unseul endroit. En Europe, on s’est misd’accord sur le fait que les grandes ins-tallations devaient être construites auCERN. Du point de vue intercontinental,il y a des discussions sur l’emplacementde la machine qui remplacera le LHC. Ils’agira probablement d’un collision-neur linéaire, mais il n’est pas sûr qu’ilvoie le jour à Genève. Le CERN a un pro-jet – le CLIC, un tunnel de 40 km le longdu Jura – mais les Etats-Unis et le Japonaussi. Un seul d’entre eux sera réalisé,puisque ce sont des projets trop coûteuxpour jouer cavalier seul. ■

«Grâce au CERN, la région bénéficie d’une

meilleure visibilitéinternationale»

Profondément ancré dans le paysage économique, scientifique et social de Genèvele laboratoire européen reste mystérieux aux yeux d’une partie de la population.Présentation de ce célèbre méconnu avec le professeur Maurice Bourquin, ancienrecteur de l’Université et ex-président du Conseil du CERN de janvier 2001 à fin 2003

«Les chercheurs del’Université participent

depuis toujoursaux projets du CERN»

La caverne UX15. Cet espace recevra le détecteur Atlas du futur accélérateur LHC.

En posant le pied sur le tarmac deCointrin, ce jour d’octobre 1952, deuxémissaires suisses éprouvent l’agréablesentiment du devoir accompli. AlbertPicot, alors conseiller d’Etat, et PaulScherrer reviennent en effetd’Amsterdam où s’est tenue uneréunion au cours de laquelle Genève aété choisie pour accueillir le laboratoireeuropéen de physique nucléaire. C’estl’aboutissement d’une année d’effortsde la part des négociateurs helvétiques.A son retour à Genève, pourtant, AlbertPicot ne se doute pas encore queconvaincre les gouvernements des 11autres pays membres – Genève s’estimposée face aux candidatures de Paris,

Copenhague et Arnhem – allait s’avérerplus facile que d’affronter l’oppositionde ses compatriotes.François Picot, le fils d’Albert Picot, aassisté comme jeune homme auxdébats qui ont tenu en haleine laRépublique durant plus de six mois. Il arassemblé ses souvenirs dans un dis-cours qu’il a prononcé au CERN en 1993et qui a ensuite été publié dans la revuePhysics Reports. La première attaquevient du parti du travail (PdT). En marsdéjà, un député remarque qu’aucunpays d’Europe de l’Est ne fait partie duprojet. Il s’étonne que Genève puissedevenir un centre atomique dont lesprotagonistes ont déjà choisi leur campet qui, dès lors, pourrait devenir unecible pour les bombes nucléaires. Le 5novembre, Roger Dafflon (égalementPdT), futur maire de Genève, annonceavoir mis sous toit un texte pour uneinitiative populaire avec la motion sui-vante: «L’établissement dans le canton deGenève d’un institut international prati-quant la recherche atomique ou toute autreactivité dans le champ de la physiquenucléaire est interdit.»

«A Prague! A Moscou!»Le 5 décembre, lors d’une séance duGrand Conseil, le ton monte d’un cran.Le débat sur les accords qu’il faudra pas-ser avec le CERN ainsi que sur lescraintes, concernant notamment depossibles applications militaires,manque de déraper. Les huissiers inter-viennent pour empêcher les députésd’en venir aux mains. Le Mémorial rap-porte que la salle a résonné de cris com-me «A Prague! A Moscou! En Afrique duSud!». Le lendemain, un titre barre laune d’un quotidien local: «Une autreexplosion atomique au Grand Conseil».Peu après, l’initiative du PdT récolte suf-fisamment de signatures (7634, le mini-mum étant 5000) pour être soumise auvote populaire. Il faut encore que leGrand Conseil donne son avis sur le tex-te. La session, tenue en mai, est longue.Le député Jean Vincent présente à cetteoccasion une série d’arguments enfaveur de l’initiative. Selon lui, le CERN,

même si ses intentions sont pacifiques,pourrait réaliser une découverte d’inté-rêt militaire. Par ailleurs, les accordspassés avec l’organisation menace-raient la neutralité de la Suisse et met-traient en danger le rôle du Comitéinternational de la Croix-Rouge. Le labo-ratoire pourrait aussi engendrer des«ondes» qui perturberont le systèmeradar de l’aéroport de Cointrin et, fina-lement, Genève risque de devenir lacible d’une bombe atomique. La majori-té du Grand Conseil se déclare malgrétout opposée à l’initiative, et les vota-tions sont fixées pour les 28 et 29 juin1952.Commence alors une rude campagne,notamment pour le libéral Albert Picot,qui va se donner tout entier à la réussi-te du projet international. Il ira jusqu’àlire les travaux de Weisskopf,Heisenberg et les autres physiciens,

pionniers de la physique nucléaire, afinde mieux communiquer encore sapropre conviction.Des appels sont publiés dans la pressepour interdire le CERN, qui n’apportera«qu’espionnage et intrigue en temps de paixet des bombes en temps de guerre». Des per-sonnages publics, comme l’écrivainMarcel Raymond ou le professeur demédecine Edouard Frommel, soutien-nent eux aussi l’initiative. Les arrières-salles des cafés reçoivent des réunionsanimées, parfois houleuses, et chaquesoir Albert Picot y défend son point devue, parfois contre des membres de sonpropre parti et notamment son amiWilliam Rappard.Le jour du vote, les urnes récompensentles efforts du conseiller d’Etat: l’initia-tive essuie 16’332 refus, contre 7332«oui». Le 10 juin 1955, la première pier-re du CERN est posée à Meyrin. ■

Campus N° 71 Université de Genève

recherche dossier l’invitée extra-muros étudiants actualitésCERN

recherche dossier l’invitée extra-muros étudiants actualitésCERN

1617

CERN

CERN

C’est une chose qued’obtenir des autres Etats

que le CERN s’installeà Genève. C’en est une

autre que de demanderaux Genevois d’accueillir

un «institut nucléaire»en pleine guerre froide.Récit des débats qui ontsecoué la République au

début des années 1950

Six mois pour convaincre les Genevois

26 juin «Voltaire, Newton et le CERN», Ferney-Voltaire.3-4 juil. Nuit de la Science: «Mesurer, compter»,

au Musée d’histoire des sciences à Genève.Août-sept. «Science ou fiction?», Projections de films suivies

de commentaires et débats de scientifiques, à Divonne-les-Bains et St-Genis-Pouilly.

Du 29 juil. Présence aux Fêtes de Genève.au 8 août29 août - «Le futur de la physique des hautes énergies»,3 sept. Genève, 36e école d’été de physique des particules

(Ecole de GIF-sur-Yvette)29 sept. Gâteau d’anniversaire géant à Divonne-les-Bains.

Toutes les personnes nées en 1954 sont invitéesà souffler les bougies.

Octobre KOSMOS, a Future World Opera, spectacle mêlantdanse, musique et mise en espace audio-visuelle.

Du 12 oct. «Particules accélérées», exposition de photos, œuvres au 4 nov. plastiques, installations interactives, projections et

performances au ForuMeyrin.

16 oct. Journée portes ouvertes du CERN.

18 oct. Schubertbund Concert, aux Nations Unies à Genève,suivi d’un banquet offert par l’ambassadeur d’Autriche à Genève

19 oct. Journée officielle en présence des chefs d’Etatet des gouvernements des pays membres et associés.

Les 20 oct., Goûters des Sciences (8-12 ans):3 et 17 nov, «Nous sommes tous radioactifs», ForuMeyrinet 1er déc.

21-23 oct. EnviroInfo 2004, Genève, 18e conférenceinternationale sur l’informatique appliquéeà la protection de l’environnement.

23 oct. Inauguration d’une plaque commémorativeà l’Ecole de physique de Genève et journée portes ouvertes du Département de physique nucléaireet corpusculaire. Démonstration d’un cosmophone (instrument de musique contrôlé par les rayonscosmiques) et d’une chambre à étincelles.

Programme des événements liés au cinquantenaire

> En 1969, le Département américain de la défense crée ARPANET (AdvancedResearch Projects Agency Network), un réseau expérimental permettant l’échan-ge d’informations entre des sites de recherche éloignés et pouvant fonctionnersans interruption, même en cas de destruction partielle du réseau.> En 1973, le protocole de communication standard entre ordinateurs TCP/IP(Transmission control Protocol, Internet Protocol) est mis au point. Les utilisateurssont essentiellement des chercheurs et des militaires issus des milieux gouverne-mentaux et universitaires.> Au milieu des années 1980, les différents réseaux de recherche américains sontreliés entre eux pour former le NSFnet (National Science Fondation Network).Pour être connecté, les frais annuels sont encore de l’ordre de 30’000 francs.> En 1989, Tim Berners-Lee propose au CERN un système d’information décentra-lisé, reposant sur l’hypertexte. Ce dernier est un objet affiché sur l’écran qui cacheune adresse de réseau et permet d’ouvrir une nouvelle page.> En 1990, Robert Caillau se joint à lui pour développer le World Wide Web auCERN. Les premiers butineurs (browsers) et serveurs sont élaborés, fixant ainsi lanorme pour les développements ultérieurs.> En 1991, le stagiaire du CERN Nicola Pellow écrit un logiciel de navigationsimple, utilisable sur de nombreux types d’ordinateurs. Bernd Pollermann créealors un serveur contenant les principales bases de données informatiques duCERN. Deux initiatives qui permettent à Internet de prendre son envol.> En 1993, le Centre national des Etats-Unis pour les applications des superordi-nateurs met au point le butineur Mosaic, ouvrant l’accès à Internet pour les utili-sateurs de Apple Macintosh, Microsoft Windows et X-Window.> Aujourd’hui, près de 37 millions de serveurs soutiennent le réseau Internet, utili-sé par plus de 150 millions de surfeurs.> Après avoir créé le www, le CERN tente maintenant de mettre au point le GRID.A la place de l’information, les ingénieurs tentent de mettre en réseau les puis-sances de calcul et les capacités de stockage de milliers voire de millions d’ordina-teurs à travers le monde. C’est la seule manière de pouvoir traiter les milliards demilliards de données que produira le futur accélérateur LHC du CERN.

D’Internet au GRID Le 10 juin 1954, le directeur général Felix Bloch pose la première pierre du CERN sous le regard de MaxPetitpierre, président de la Confédération.

Campus N° 71 Université de Genève

recherche dossier l’invitée extra-muros étudiants actualitésCERN

18

CERN

Ce n’est encore qu’un chantier, maisprès d’Amman, en Jordanie, seconstruit actuellement le synchrotronSesame (Synchrotron Light forExperimental Science and Application inthe Middle East), une installation quidevrait fournir aux pays du Moyen-Orient une source de rayons X de hautequalité. Imaginé en 1997 au CERN, ceprojet est indispensable pour per-mettre le développement de larecherche scientifique moderne danscette région. Le laboratoire genevoisn’est pas seulement le creuset deSesame, il lui a aussi servi de modèle enmatière de collaboration internationa-le puisqu’on y voit des scientifiques detoute nationalité travailler en paix,malgré les oppositions que peuventconnaître leurs patries respectives. Et,pour mieux marquer cette filiation,c’est Herwig Schopper, directeur géné-ral du CERN de 1981 à 1988, qui estdevenu le premier président du Conseilde Sesame.

«Travailler ensemble»«Sesame a été conçu dans le même espritque le CERN, explique-t-il. Je rappellequ’une des motivations qui a conduit à lacréation d’un laboratoire européen dans lesannées 50 était de réunir dans un mêmeprojet des pays qui étaient en guerre peuavant et de leur permettre de travaillerensemble. C’est une initiative politique quel’on peut d’ailleurs attribuer, à l’origine, àDenis de Rougemont, qui croyait ferme-ment que la science pouvait œuvrer pour lapaix. Avec raison: le CERN a été la premiè-re organisation européenne à signer un

contrat avec l’URSS durant la guerre froide,à collaborer avec la Chine et à permettre àdes chercheurs de Taiwan et de Républiquepopulaire de Chine de travailler en équipe.»C’est en 1997 donc, au cours d’uneséance de travail organisée à Turin parle CERN sur la coopération avec leMoyen-Orient, que l’idée de Sesame agermé, alors que l’Allemagne s’apprê-tait à démanteler le synchrotron Bessy

1 de Berlin. Un tel accélérateur de par-ticules est un outil pivot dans larecherche scientifique. Il génère desfaisceaux de rayons X capables de péné-trer dans la matière et d’en étudier lastructure intime. Ses champs d’appli-cation sont nombreux, aussi bien enphysique, chimie et biologie qu’enarchéologie ou en médecine. Pourquoine pas, dès lors, donner une nouvelle vie à Bessy 1 sous d’autres latitudes?

Herwig Schopper a accepté de dirigerce projet et l’une de ses premières déci-sions a été de le placer sous les auspicesde l’UNESCO, exactement comme celas’était passé avec le CERN un demi-siècle auparavant. «C’était une démarcheindispensable, étant donné la situationpolitique du Moyen-Orient, note le cher-cheur. L’organisation a réuni les déléga-tions des pays intéressés par le projet, qui aété officiellement lancé en 1999.» Les sixEtats fondateurs sont le Bahreïn,l’Egypte, Israël, la Jordanie, le Pakistanet la Turquie auxquels se sont ajoutésl’Iran, l’Autorité palestinienne et lesEmirats arabes unis.Herwig Schopper a alors doté Sesamed’une constitution calquée sur celle duCERN, avec son conseil, son directoire,ses comités, etc. «Il y a aussi des Etatsobservateurs, précise-t-il. Ce sont les Etats-Unis, le Koweït, l’Allemagne et le Royaume-Uni. J’essaye également de convaincre laSuisse d’y participer.». Il a ensuite falluchoisir un site. La condition principaleétait que l’Etat hôte assure à toutmoment le libre accès à Sesame àchaque scientifique, quel que soit sonpays d’origine. «J’ai essayé de pousserl’analogie avec le CERN jusqu’à imaginer

de construire Sesame sur unefrontière, admet le prési-dent. J’ai pensé à celle quisépare la Jordanie et laPalestine, mais on m’a ditque dans la vallée duJourdain, la températureétait vraiment trop élevée enété. L’endroit finalementchoisi, près d’Amman, est à1000 mètres d’altitude et leclimat y est très agréable.»

«Un succès»Aujourd’hui, les piècesdétachées de Bessy 1 ontdéjà été acheminées d’Allemagne versle Moyen-Orient par bateau. Le syn-chrotron d’origine affichait une éner-gie de 0,8 milliard d’électronvolts(GeV). Après son déménagement, lamachine finale de 124 mètres de cir-conférence, qui doit entrer en fonctionen 2007, sera améliorée pour atteindreplus de 2 GeV. Certains composantsnécessaires à cette fin seront offerts parle CERN. Entre-temps, le personnelscientifique et technique qui utiliseraet entretiendra Sesame est en pleineformation dans divers centres derecherche européens et américains – le

Paul Scherrer Institut en Argovieemploie actuellement deux personnesqui se rendront en Jordanie.«Pour l’instant, le projet est un succès, esti-me Herwig Schopper. Israéliens et Arabesdiscutent ensemble paisiblement et laissentla politique en dehors autant que possible.»Et du point de vue scientifique, leschercheurs de la région sont motivés àparticiper. Sesame pourrait donc, com-me le CERN, servir de frein à la fuite descerveaux hors du Moyen-Orient et ser-vir au renouveau de la science dans cet-te région qui en fut l’un des berceauxau Moyen Age. ■

Le Bahreïn, l’Egypte, Israël, la Jordanie, le Pakistan et la Turquie, l’Iran, l’Autoritépalestinienne et les Emirats arabes unis travaillent ensemble dans un projettrès inspiré par le CERN

Sesame s’ouvreaux pays du Moyen-Orient

Depuis 1994, le CERN collabore intensément avecdes scientifiques russes issus de la recherche mili-taire soviétique. Ce n’est pas pour fabriquer desarmes révolutionnaires, mais plutôt pour exploiterle savoir-faire exceptionnel de cette armée de cher-cheurs aujourd’hui désœuvrés. Plus précisément, leCERN mène des projets en collaboration avec l’ISTC(International Science and Technology Centre). Cetteentité, créée en 1992 sous le patronage de l’Unioneuropéenne, du Japon, de la Fédération de Russie etdes Etats-Unis, a pour mission de coordonner lesefforts internationaux visant à offrir la possibilitéaux chercheurs des pays de l’ex-Union soviétiqued’exercer leur métier à des fins plus pacifiques.L’ISTC, basée à Moscou, s’est enrichi de nouveauxmembres (la Norvège, la Corée, l’Arménie, laBiélorussie, la Géorgie, le Kazakhstan et leKirghizstan) ces dix dernières années. Les projetsqu’il soutient vont de la résolution de problèmestechniques rencontrés au niveau national ou inter-national à l’aide au passage des anciens pays com-munistes vers une économie de marché en passantpar une contribution à la recherche fondamentale

et appliquée. Le premierprojet impliquant le CERNétait, en 1994, une étude defaisabilité du «retraitement»du plutonium et d’autresdéchets très radioactifsgrâce aux accélérateursde particules. Par la suite,divers centres de rechercherusses ont commencé àparticiper à la conceptiondu LHC et de certainsde ses détecteurs, ATLAS,ALICE et CMS.Ces collaborations ont étéd’autant plus facilitées queles physiciens européenset russes avaient déjà l’habi-tude de travailler ensemble,même au plus chaudde la guerre froide.

Recherche russe:de la guerre à la paix

On y voit des scientifiquesde toute nationalitétravailler en paix, malgréles oppositions quepeuvent connaîtreleurs patries respectives

Illustration d’un faisceau de particules passant à travers une section de l’accélérateur LEP.

particules élémentaires sont si dispa-rates. Converties en unité d’énergie, lesplus légères «pèsent» environ un milli-électronvolt (meV) alors que la pluslourde, le quark «top», atteint les 174milliards d’électronvolts (GeV), ce quiest comparable à un atome d’or. Pours’en sortir, les théoriciens ont imaginél’existence d’une particule supplémen-taire, le boson de Higgs, qui, en inter-agissant avec lui-même et le reste de lamatière, permettrait de générer cesmasses – sans pour autant expliquerleur distribution actuelle. Les cher-

cheurs sont persuadés que l’énergie duLHC sera suffisante pour faire appa-raître cette mystérieuse particule.

«Grande unification»Si, du côté expérimental, les physicienscontinuent à faire éclater la matière enmille morceaux, du côté théorique, ilsont commencé depuis les années 60 àœuvrer pour la «Grande unification».«Tout nous porte à croire qu’au début ducosmos, les forces faible, forte et électroma-gnétique ne formaient qu’une seule et mêmeforce avant de se distinguer les unes des

autres au fur et à mesure que l’universs’étendait et se refroidissait, expliqueAlain Blondel. Mais cette séparation a eulieu lorsque la densité d’énergie étaitincroyablement élevée, mille milliards defois plus élevée que ce que l’on pourra créerdans le LHC. Le big-bang n’était vieux quede 10-34 seconde.»Une théorie électrofaible existe déjà etsa validité a été confirmée par la décou-verte des bosons W et Z. La gageure estd’y unir la force forte – et à plus longterme la gravité, mais cela est une autrehistoire. Plusieurs théories audacieusesont été élaborées. Les chercheurs préfè-rent en général le concept de «supersy-métrie» dans lequel chaque particuledéjà connue possèderait un alter ego«supersymétrique». Tous ces doublonsauraient aujourd’hui disparu, mais ilest certain que s’ils ont existé, le LHCpourra en récolter quelques traces.Finalement, les physiciens sont encoreconfrontés à une énigme supplémen-taire posée par l’antimatière. Les anti-particules sont en tout point sem-blables à leurs congénères de la matièreà l’exception du signe de la charge élec-trique. Et si la matière rencontre del’antimatière, les deux se désintègrenten une redoutable bouffée d’énergiepure, sous forme de photons.Seulement, l’univers que nous connais-sons est formé de particules, pas d’anti-particules. Où est alors passé le reste?Ou plutôt, pourquoi la nature a-t-ellepréféré la matière à l’antimatière?Certaines expériences réalisées auCERN ont réussi à mettre en évidenceune brisure de symétrie fondamentalepermettant d’expliquer le phénomène,mais elle ne serait pas suffisante pourcombler le déséquilibre observé aujour-d’hui. Le LHC, grand producteur d’anti-matière par définition, pourrait bientôtapporter un élément de réponse sup-plémentaire. ■

Campus N° 71 Université de Genève

recherche dossier l’invitée extra-muros étudiants actualitésCERN

recherche dossier l’invitée extra-muros étudiants actualitésCERN

2021

CERN

CERN

Le CERN est une usine à fracasser lamatière. Depuis un demi-siècle, les accé-lérateurs de particules successifs sesont consciencieusement appliqués àenvoyer des constituants essentiels del’univers les uns contre les autres à desvitesses vertigineuses. Générant desfeux d’artifices de particules secon-daires, ces collisions permettent de gui-gner chaque fois un peu plus dans l’in-timité de la matière. Au début, dans lesannées 50, il s’est surtout agi de com-prendre la structure intime des noyauxdes atomes ainsi que les forces qui lesmaintiennent ensemble. Aujourd’hui,les scientifiques en sont arrivés à tenterde percer les mystères de la premièrefraction de seconde de l’univers.Machine après machine, l’énergie descollisions entre particules élémentairesa augmenté, recréant, durant ces lapsde temps très brefs et dans un espacetrès confiné, les conditions de tempéra-ture et de pression qui régnaient justeaprès le big-bang, l’«explosion» originel-le qui a vu naître l’univers. Dans le LEP,l’accélérateur de particules géant quiest aujourd’hui démantelé, on estimeêtre remonté à un dixième de milliar-dième de seconde après le big-bang.Dans le LHC, la machine suivante quientrera en fonction en 2007, on feraencore mieux.

Les bulles de Gargamelle«Aujourd’hui, nous comprenons assez bienle noyau atomique et ses constituants,explique Alain Blondel, professeur au

Département de physiquenucléaire et corpusculairede l’Université de Genève etqui, comme beaucoup de sescollègues, passe une bonnepartie de son temps dans leslocaux du laboratoire euro-péen. Et le CERN a beaucoupcontribué à l’élaboration dumodèle standard qui permetd’expliquer avec une précisionremarquable les interactionsentre toutes les particulesconnues des physiciens.» Selonce scénario, la matière quinous entoure est formée dequatre particules: deuxtypes de quarks (les compo-sants des neutrons et desprotons), l’électron et le neutrino. Lemodèle standard fait intervenir deuxautres répliques de ce quatuor maisdont les membres ne sont mesurablesque dans les accélérateurs de particulesou, pour certains, dans les rayons cos-miques. Les interactions entre les repré-sentants de ce bestiaire sont régies partrois forces (sans tenir compte de la gra-vité): la force électromagnétique estvéhiculée par les photons; la force forte,qui maintient la cohésion des noyauxatomiques, est assurée par les gluons; laforce faible, responsable de certainesréactions nucléaires, telles que cellesqui font briller le soleil, est transmisepar les bosons W et Z.C’est justement la détection de ces der-niers qui représente la découverte la

plus prestigieuse du CERN. En 1973,déjà, la chambre à bulles Gargamelle acapté les premiers signes indirects deleur existence, d’ailleurs prédite parune théorie mise au point au cours de ladécennie précédente. Des observationsdirectes ont ensuite été réalisées parl’accélérateur SPS du CERN, valant dumême coup le Prix Nobel à Simon Vander Meer et Carlo Rubbia en 1984.L’accélérateur LEP, d’une circonférencede 27 km, a été construit dans lesannées 80 notamment pour caractéri-ser ces deux bosons avec la meilleureprécision possible.Aujourd’hui, le modèle standardtriomphe, mais il ne parvient pas à toutexpliquer. Les physiciens se demandenttoujours pourquoi les masses des 12

Les physiciens du CERN, en cherchant à comprendre la structure de l’infinimentpetit, en sont arrivés à étudier l’histoire du cosmos. Le futur accélérateur LHCrecréera des conditions qui se rapprochent de plus en plus de celles quirégnaient juste après le «big-bang»

La première fractionde seconde de l’univers

> Installé dans le tunnel creusé pour son prédéces-seur le LEP, le LHC est un collisionneur de particulesde 27 km de circonférence. Sa mise en service estprévue en 2007. Il est conçu pour accélérer des fais-ceaux de protons et d’antiprotons, circulant en sensinverse, qui produiront des collisions à une énergiejamais atteinte de 14 TeV.> Quatre détecteurs sont prévus pour mesurer leproduit des collisions. ATLAS, ALICE, CMS et LHCb.> Haut de 20 mètres, long de 42, contenant 10 mil-liards de transistors, mobilisant 1700 physiciens de31 pays différents, ATLAS est un projet de la démesu-re. Ce mastodonte, un des quatre détecteurs quecomptera le futur accélérateur de particules LHC,n’en est pas moins précis: il devrait enregistrer latrajectoire des particules issues des collisions à 0,01mm près. Il est conçu pour enregistrer les consé-quences de près d’un milliard de collisions parseconde et pour pouvoir détecter, s’ils existent, lefameux boson de Higgs ou quelque particule super-symétrique.> Deux équipes de l’Université de Genève sontimpliquées dans la conception d’ATLAS: celles d’Allan

Clark et d’Alain Blondel, res-pectivement directeur et pro-fesseur au Département dephysique nucléaire et corpus-culaire. Le premier contribueà la construction du trajecto-graphe, une partie située aucœur du détecteur et compo-sée de bandes de siliciumtrès fines (20 micronsd’épaisseur) qui détectera lesparticules chargées. Lesecond travaille sur l’électro-nique du calorimètre, dont lerôle est la mesure des parti-cules chargées et neutres.

> Lorsque le LHC entrera enfonction, les physiciens del’Université de Genève etd’ailleurs auront la possibilitéd’accéder aux installationsdu CERN pour réaliser leursrecherches.

ATLASle détecteur de l’extrême

Une simulation de collision dans le futur LHC.