1
00:00:07,319 --> 00:00:10,939
85% de la matière dans l'univers
est un mystère.

2
00:00:10,939 --> 00:00:15,159
Nous ne savons pas ce qui la compose,
c'est pourquoi on l'appelle matière noire.

3
00:00:15,159 --> 00:00:19,058
Mais nous savons qu'elle existe car
nous observons sa force gravitationnelle

4
00:00:19,058 --> 00:00:22,499
sur les galaxies
et sur les autres objets célestes.

5
00:00:22,499 --> 00:00:25,023
Il nous reste à observer
directement la matière noire,

6
00:00:25,039 --> 00:00:28,378
mais les scientifiques soutiennent
que nous serons capables de la créer

7
00:00:28,378 --> 00:00:31,899
dans l'accélérateur de particules
le plus puissant du monde.

8
00:00:31,899 --> 00:00:36,799
Il s'agit du Grand Collisionneur
de Hadrons (LHC) de 27 km de long,

9
00:00:36,799 --> 00:00:38,520
à Genève, en Suisse.

10
00:00:38,520 --> 00:00:40,040
Comment cela fonctionnerait ?

11
00:00:40,040 --> 00:00:44,169
Dans le LHC, deux faisceaux de protons
se déplacent dans des directions opposées

12
00:00:44,169 --> 00:00:47,320
et sont accélérés à une vitesse proche
de celle de la lumière.

13
00:00:47,320 --> 00:00:52,393
Les faisceaux se croisent en 4 points
et les protons entrent en collision.

14
00:00:52,393 --> 00:00:56,692
Les protons sont composés d'éléments
plus petits appelés quarks et gluons.

15
00:00:56,692 --> 00:01:01,001
Dans les collisions classiques,
les deux protons se traversent

16
00:01:01,001 --> 00:01:03,543
sans conséquence particulière.

17
00:01:03,543 --> 00:01:06,273
Toutefois, dans une collision
sur un million,

18
00:01:06,273 --> 00:01:08,712
deux composants
se percutent si violemment,

19
00:01:08,712 --> 00:01:11,911
qu'une grande partie de l'énergie
de cette collision est libérée,

20
00:01:11,911 --> 00:01:14,434
ce qui produit
des milliers de nouvelles particules.

21
00:01:14,434 --> 00:01:17,413
C'est seulement dans ces collisions
que des particules massives

22
00:01:17,413 --> 00:01:21,323
comme la matière noire,
peuvent être produites.

23
00:01:21,323 --> 00:01:23,993
Les points de collision
sont entourés de détecteurs

24
00:01:23,993 --> 00:01:27,175
qui contiennent
environ 100 millions de capteurs.

25
00:01:27,175 --> 00:01:29,295
Comme d'énormes caméras
à trois dimensions,

26
00:01:29,295 --> 00:01:31,665
elles collectent des données
sur ces particules,

27
00:01:31,665 --> 00:01:33,073
y compris leur trajectoire,

28
00:01:33,073 --> 00:01:34,460
leur charge électrique

29
00:01:34,460 --> 00:01:36,153
et leur énergie.

30
00:01:36,153 --> 00:01:39,736
Après analyse, les ordinateurs
peuvent créer une image de la collision.

31
00:01:40,479 --> 00:01:43,592
Chaque ligne montre le chemin
pris par les différentes particules,

32
00:01:43,592 --> 00:01:46,155
qui sont codifiées par une couleur.

33
00:01:46,155 --> 00:01:49,185
Les données des détecteurs permettent
aux scientifiques

34
00:01:49,185 --> 00:01:51,186
d'identifier chacune de ces particules,

35
00:01:51,186 --> 00:01:53,936
comme les photons et les électrons.

36
00:01:53,936 --> 00:01:58,496
Les détecteurs photographient
d'un milliard de collisions par seconde

37
00:01:58,496 --> 00:02:02,416
pour trouver des signes de ces particules
massives extrêmement rares.

38
00:02:02,416 --> 00:02:03,745
Pour compliquer les choses,

39
00:02:03,745 --> 00:02:06,696
les particules que nous recherchons
peuvent être instables

40
00:02:06,696 --> 00:02:11,817
et se dégrader en particules plus connues
avant d'atteindre les capteurs.

41
00:02:11,817 --> 00:02:14,118
Prenez par exemple le boson de Higgs,

42
00:02:14,118 --> 00:02:18,498
une particule longtemps théorisée
et qui n'a été observée qu'en 2012.

43
00:02:19,153 --> 00:02:24,658
Il y a 1 chance sur 10 milliards de créer
un boson de Higgs lors d'une collision,

44
00:02:24,658 --> 00:02:27,618
et il existe pendant seulement
une petite fraction de seconde

45
00:02:27,618 --> 00:02:29,539
avant de se dégrader.

46
00:02:29,539 --> 00:02:33,638
Les scientifiques ont élaboré des modèles
théoriques pour savoir où chercher.

47
00:02:33,638 --> 00:02:38,109
Pour Higgs, ils pensaient qu'il pouvait
parfois se dégrader en deux photons.

48
00:02:38,645 --> 00:02:41,711
Ils n'ont donc d'abord étudié
que les activités à forte énergie

49
00:02:41,711 --> 00:02:43,568
qui impliquaient deux photons.

50
00:02:43,568 --> 00:02:45,440
Mais il y avait un problème.

51
00:02:45,440 --> 00:02:47,720
Il y a un nombre incalculable
d'interactions

52
00:02:47,720 --> 00:02:50,180
qui peuvent produire deux photons.

53
00:02:50,180 --> 00:02:53,639
Comment séparer
le boson de Higgs du reste?

54
00:02:53,639 --> 00:02:55,880
La réponse est la masse.

55
00:02:55,880 --> 00:03:00,931
Les informations collectées permettent
aux scientifiques de faire marche arrière

56
00:03:00,931 --> 00:03:05,672
et de déterminer la masse de tout
ce qui peut produire deux photons.

57
00:03:05,672 --> 00:03:07,791
Ils mettent ces valeurs dans un graphique

58
00:03:07,791 --> 00:03:12,260
et ils répètent la démarche pour
toutes les activités avec deux photons.

59
00:03:12,260 --> 00:03:16,481
La grande majorité de ces activités sont
des observations de photons aléatoires

60
00:03:16,481 --> 00:03:20,102
que les scientifiques appellent
bruit de fond.

61
00:03:20,102 --> 00:03:24,032
Mais quand un boson de Higgs est produit
et se dégrade en deux photons,

62
00:03:24,032 --> 00:03:27,152
la masse est toujours la même.

63
00:03:27,152 --> 00:03:29,722
Donc l'indice révélateur
d'un boson de Higgs

64
00:03:29,722 --> 00:03:33,673
serait un pic qui se distinguerait
du bruit de fond.

65
00:03:33,673 --> 00:03:37,363
Il faut des milliards d'observations
avant qu'un tel pic n'apparaisse,

66
00:03:37,363 --> 00:03:39,774
et ce n'est considéré
comme étant significatif

67
00:03:39,774 --> 00:03:44,113
si ce pic devient significativement
plus important que le bruit de fond.

68
00:03:44,113 --> 00:03:46,094
Dans le cas du boson de Higgs,

69
00:03:46,094 --> 00:03:49,883
les scientifiques du LHC ont annoncé
leurs résultats révolutionnaires

70
00:03:49,883 --> 00:03:52,975
alors qu'il n'y avait
qu'une chance sur 3 millions

71
00:03:52,975 --> 00:03:57,045
que ce pic n'apparaisse.

72
00:03:57,045 --> 00:03:58,875
Revenons à la matière noire.

73
00:03:58,875 --> 00:04:02,445
Si les faisceaux de protons du LHC
ont assez d'énergie pour la produire,

74
00:04:02,445 --> 00:04:06,906
c'est une probabilité encore plus faible
que le boson de Higgs.

75
00:04:06,906 --> 00:04:10,926
Il faut un quadrillion de collisions
combinées aux modèles théoriques

76
00:04:10,926 --> 00:04:13,045
pour commencer à chercher.

77
00:04:13,045 --> 00:04:16,117
C'est ce que fait actuellement le LHC.

78
00:04:16,117 --> 00:04:17,886
En générant une montagne de données,

79
00:04:17,886 --> 00:04:20,966
nous espérons trouver plus de petits pics
dans les graphiques

80
00:04:20,966 --> 00:04:25,816
pour prouver l'existence de particules
encore inconnues, comme la matière noire.

81
00:04:25,816 --> 00:04:28,287
Peut-être que nous ne trouverons
pas de matière noire

82
00:04:28,287 --> 00:04:29,475
mais autre chose

83
00:04:29,475 --> 00:04:33,988
qui remodèlera notre compréhension
du fonctionnement de l'univers.

84
00:04:33,988 --> 00:04:35,999
En réalité, cela fait partie du jeu

85
00:04:35,999 --> 00:04:38,426
Nous ne savons pas
ce que nous allons trouver.