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Laisser des traces

Tandis qu’un torrent de données inonde les expériences du LHC, le flux d’articles scientifiques exposant les mesures et résultats les plus récents ne tarit pas. Pour qui n’est pas versé en physique des particules, ces considérations pleines de sections transversales, de multiplicités et autres étouffement des jets, sont bien obscures. Si les nombres et les graphiques permettent au physicien d’y voir clair, les autres ont besoin de quelque chose de plus parlant, ce qui est sans doute l’une des raisons pour lesquelles les images d’événements sont si appréciées, notamment par les journalistes. Les images de traces de particules, aux couleurs vives, vous donnent au moins l’impression de voir l’invisible. Elles peuvent aussi être d’une beauté renversante.

En cette année où l’on célèbre plusieurs centaines de découvertes liées aux recherches menées au CERN – découverte de la supraconductivité, découverte du noyau atomique – il convient de rappeler le centenaire de la première observation de traces de particules, dans un appareil appelé « chambre à brouillard ». Le 9 juin 1911, la Royal Society of London publiait des photographies de Charles Wilson représentant de « fines volutes et traînées de brouillard » – en fait, des gouttelettes de condensation formées le long des trajectoires des particules alphas (noyaux d’hélium), qui avaient ionisé la vapeur sursaturée de la chambre. Au départ, Wilson avait mis au point sa chambre en vue d’étudier la formation de vrais nuages mais, constatant que l’appareil était sensible aux rayonnements, il l’a ensuite modifiée pour rendre visibles les traces des particules, procédant à ce qu’on appellerait aujourd’hui un transfert de technologie.

La chambre à brouillard de Wilson est l’ancêtre direct de bon nombre des détecteurs se trouvant au cœur des énormes expériences qui enregistrent aujourd’hui les traces des centaines de particules issues des collisions frontales se produisant dans le LHC. Le principe de base est le même : rendre visibles les traînées ionisées laissées par les particules lorsqu’elles traversent un gaz ; même s’il est vrai que les chambres modernes détectent l’ionisation de manière plus directe, sous forme d’impulsions électriques, plutôt qu’en la rendant visible à l’aide de traînées de gouttelettes. Faites jouer la magie de l’informatique pour colorer les traces, et les images que vous obtiendrez pourront être tout aussi séduisantes pour une génération qui connaît la télévision couleur et les jeux vidéos que l’étaient il y a un siècle les photographies de Wilson. Elles ne rendront peut-être pas plus compréhensible le monde étrange des particules, mais le rapprocheront certainement un peu de notre réalité.

Alors, la prochaine fois que vous apercevrez dans le ciel des traînées de condensation, ayez une pensée pour Wilson, et même, levez votre verre au centenaire de la première trace apparue dans sa chambre à brouillard.

Christine Sutton

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