Le collisionneur d'ions lourds opérationnel le plus puissant au monde, le collisionneur d'ions lourds relativiste (RHIC) a récemment enregistré la température la plus élevée jamais créée dans un laboratoire terrestre de 4 billions de kelvins. Atteint à la vitesse de presque collision de la lumière des ions d'or, cela a entraîné l'existence temporaire d'une soupe de quark-gluon - quelque chose d'abord vu à environ dix à la puissance de moins douze de la première seconde après le big bang.
Et bien sûr, le Large Hadron Collider (LHC) pourrait un jour être le plus puissant collisionneur d'ions lourds au monde (même s'il passera la majeure partie de son temps à enquêter sur les collisions proton à proton). Et bien sûr, c'est peut-être aller à générer un spectaculaire 574 TeV lors de la collision de ses premiers ions plomb. Mais vous devez gagner le match avant d'obtenir le trophée.
Pour rendre hommage à ce qui lui est dû, le LHC est déjà le collisionneur de particules le plus puissant au monde - ayant atteint des énergies de collision de protons de 2,36 TeV fin 2009. Et il devrait finalement atteindre des énergies de collision de protons de 14 TeV, mais cela arrivera bien après son arrêt de maintenance prévu en 2012, avant d'atteindre ses capacités de conception complètes à partir de 2013. Il a déjà fait circuler un faisceau d'ions plomb - mais nous n'avons pas encore vu de collision d'ions lourds dans le LHC.
Donc, pour le moment, c'est encore RHIC qui met toutes les choses amusantes. Début mars 2010, il a produit le plus gros noyau jamais chargé négativement - ce qui est de l'anti-matière, car vous ne pouvez construire des noyaux de matière qu'à partir de protons et / ou de neutrons qui n'auront jamais qu'une charge positive ou neutre.
Ce noyau d'antimatière portait un quark anti-étrange - qui réclame un nouveau nom… quark banal, quark conventionnel? Et puisque les seuls noyaux de matière contenant des quarks étranges sont des hypernoyaux, RHIC a en fait créé un antihypernoyau. Magnifique.
Ensuite, il y a toute l'histoire de la soupe de quark-gluon. Les premières expériences au RHIC révèlent que ce plasma superhot se comporte comme un liquide avec une très faible viscosité - et pourrait être de quoi l'univers a été fait à ses tout débuts. On s'attendait à ce que les protons et les neutrons fondus soient si chauds que vous obtiendrez sûrement un gaz - mais comme l'univers primitif, avec tout condensé en un petit volume, vous obtenez un liquide surchauffé (c'est-à-dire une soupe).
Le LHC espère livrer les Higgs, peut-être une particule de matière noire et certainement de l'anti-matière et des micro trous noirs par la nano-cuillerée. Et après cela, il est question de construire le Very Large Hadron Collider, qui promet d'être plus grand, plus puissant et plus cher.
Mais si ce projet ne vole pas, nous pouvons toujours accélérer les collisionneurs existants. La montée en puissance d'un collisionneur de particules est un problème de luminosité, où le résultat souhaité est un faisceau de particules plus concentré et concentré - avec une densité d'énergie accrue obtenue en entassant plus de particules dans une section transversale du faisceau que vous envoyez autour de l'accélérateur de particules. Le RHIC et le LHC ont tous deux l'intention d'entreprendre une mise à niveau pour atteindre une augmentation de leurs luminosités respectives jusqu'à un facteur de 10. En cas de succès, nous pouvons nous attendre au RHIC II et au Super grand collisionneur de hadrons en ligne quelque temps après 2020. Fun.
