WEBVTT

00:00:07.319 --> 00:00:10.939
85% de la matière dans l'univers
est un mystère.

00:00:10.939 --> 00:00:15.159
Nous ne savons pas ce qui la compose,
c'est pourquoi on l'appelle matière noire.

00:00:15.159 --> 00:00:19.058
Mais nous savons qu'elle existe car
nous observons sa force gravitationnelle

00:00:19.058 --> 00:00:22.499
sur les galaxies
et sur les autres objets célestes.

00:00:22.499 --> 00:00:25.023
Il nous reste à observer
directement la matière noire,

00:00:25.039 --> 00:00:28.378
mais les scientifiques soutiennent
que nous serons capables de la créer

00:00:28.378 --> 00:00:31.899
dans l'accélérateur de particules
le plus puissant du monde.

00:00:31.899 --> 00:00:36.799
Il s'agit du Grand Collisionneur
de Hadrons (LHC) de 27 km de long,

00:00:36.799 --> 00:00:38.520
à Genève, en Suisse.

00:00:38.520 --> 00:00:40.040
Comment cela fonctionnerait ?

00:00:40.040 --> 00:00:44.169
Dans le LHC, deux faisceaux de protons
se déplacent dans des directions opposées

00:00:44.169 --> 00:00:47.320
et sont accélérés à une vitesse proche
de celle de la lumière.

00:00:47.320 --> 00:00:52.393
Les faisceaux se croisent en 4 points
et les protons entrent en collision.

00:00:52.393 --> 00:00:56.692
Les protons sont composés d'éléments
plus petits appelés quarks et gluons.

00:00:56.692 --> 00:01:01.001
Dans les collisions classiques,
les deux protons se traversent

00:01:01.001 --> 00:01:03.543
sans conséquence particulière.

00:01:03.543 --> 00:01:06.273
Toutefois, dans une collision
sur un million,

00:01:06.273 --> 00:01:08.712
deux composants
se percutent si violemment,

00:01:08.712 --> 00:01:11.911
qu'une grande partie de l'énergie
de cette collision est libérée,

00:01:11.911 --> 00:01:14.434
ce qui produit
des milliers de nouvelles particules.

00:01:14.434 --> 00:01:17.413
C'est seulement dans ces collisions
que des particules massives

00:01:17.413 --> 00:01:21.323
comme la matière noire,
peuvent être produites.

00:01:21.323 --> 00:01:23.993
Les points de collision
sont entourés de détecteurs

00:01:23.993 --> 00:01:27.175
qui contiennent
environ 100 millions de capteurs.

00:01:27.175 --> 00:01:29.295
Comme d'énormes caméras
à trois dimensions,

00:01:29.295 --> 00:01:31.665
elles collectent des données
sur ces particules,

00:01:31.665 --> 00:01:33.073
y compris leur trajectoire,

00:01:33.073 --> 00:01:34.460
leur charge électrique

00:01:34.460 --> 00:01:36.153
et leur énergie.

00:01:36.153 --> 00:01:39.736
Après analyse, les ordinateurs
peuvent créer une image de la collision.

00:01:40.479 --> 00:01:43.592
Chaque ligne montre le chemin
pris par les différentes particules,

00:01:43.592 --> 00:01:46.155
qui sont codifiées par une couleur.

00:01:46.155 --> 00:01:49.185
Les données des détecteurs permettent
aux scientifiques

00:01:49.185 --> 00:01:51.186
d'identifier chacune de ces particules,

00:01:51.186 --> 00:01:53.936
comme les photons et les électrons.

00:01:53.936 --> 00:01:58.496
Les détecteurs photographient
d'un milliard de collisions par seconde

00:01:58.496 --> 00:02:02.416
pour trouver des signes de ces particules
massives extrêmement rares.

00:02:02.416 --> 00:02:03.745
Pour compliquer les choses,

00:02:03.745 --> 00:02:06.696
les particules que nous recherchons
peuvent être instables

00:02:06.696 --> 00:02:11.817
et se dégrader en particules plus connues
avant d'atteindre les capteurs.

00:02:11.817 --> 00:02:14.118
Prenez par exemple le boson de Higgs,

00:02:14.118 --> 00:02:18.498
une particule longtemps théorisée
et qui n'a été observée qu'en 2012.

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,

00:02:24.658 --> 00:02:27.618
et il existe pendant seulement
une petite fraction de seconde

00:02:27.618 --> 00:02:29.539
avant de se dégrader.

00:02:29.539 --> 00:02:33.638
Les scientifiques ont élaboré des modèles
théoriques pour savoir où chercher.

00:02:33.638 --> 00:02:38.109
Pour Higgs, ils pensaient qu'il pouvait
parfois se dégrader en deux photons.

00:02:38.645 --> 00:02:41.711
Ils n'ont donc d'abord étudié
que les activités à forte énergie

00:02:41.711 --> 00:02:43.568
qui impliquaient deux photons.

00:02:43.568 --> 00:02:45.440
Mais il y avait un problème.

00:02:45.440 --> 00:02:47.720
Il y a un nombre incalculable
d'interactions

00:02:47.720 --> 00:02:50.180
qui peuvent produire deux photons.

00:02:50.180 --> 00:02:53.639
Comment séparer
le boson de Higgs du reste?

00:02:53.639 --> 00:02:55.880
La réponse est la masse.

00:02:55.880 --> 00:03:00.931
Les informations collectées permettent
aux scientifiques de faire marche arrière

00:03:00.931 --> 00:03:05.672
et de déterminer la masse de tout
ce qui peut produire deux photons.

00:03:05.672 --> 00:03:07.791
Ils mettent ces valeurs dans un graphique

00:03:07.791 --> 00:03:12.260
et ils répètent la démarche pour
toutes les activités avec deux photons.

00:03:12.260 --> 00:03:16.481
La grande majorité de ces activités sont
des observations de photons aléatoires

00:03:16.481 --> 00:03:20.102
que les scientifiques appellent
bruit de fond.

00:03:20.102 --> 00:03:24.032
Mais quand un boson de Higgs est produit
et se dégrade en deux photons,

00:03:24.032 --> 00:03:27.152
la masse est toujours la même.

00:03:27.152 --> 00:03:29.722
Donc l'indice révélateur
d'un boson de Higgs

00:03:29.722 --> 00:03:33.673
serait un pic qui se distinguerait
du bruit de fond.

00:03:33.673 --> 00:03:37.363
Il faut des milliards d'observations
avant qu'un tel pic n'apparaisse,

00:03:37.363 --> 00:03:39.774
et ce n'est considéré
comme étant significatif

00:03:39.774 --> 00:03:44.113
si ce pic devient significativement
plus important que le bruit de fond.

00:03:44.113 --> 00:03:46.094
Dans le cas du boson de Higgs,

00:03:46.094 --> 00:03:49.883
les scientifiques du LHC ont annoncé
leurs résultats révolutionnaires

00:03:49.883 --> 00:03:52.975
alors qu'il n'y avait
qu'une chance sur 3 millions

00:03:52.975 --> 00:03:57.045
que ce pic n'apparaisse.

00:03:57.045 --> 00:03:58.875
Revenons à la matière noire.

00:03:58.875 --> 00:04:02.445
Si les faisceaux de protons du LHC
ont assez d'énergie pour la produire,

00:04:02.445 --> 00:04:06.906
c'est une probabilité encore plus faible
que le boson de Higgs.

00:04:06.906 --> 00:04:10.926
Il faut un quadrillion de collisions
combinées aux modèles théoriques

00:04:10.926 --> 00:04:13.045
pour commencer à chercher.

00:04:13.045 --> 00:04:16.117
C'est ce que fait actuellement le LHC.

00:04:16.117 --> 00:04:17.886
En générant une montagne de données,

00:04:17.886 --> 00:04:20.966
nous espérons trouver plus de petits pics
dans les graphiques

00:04:20.966 --> 00:04:25.816
pour prouver l'existence de particules
encore inconnues, comme la matière noire.

00:04:25.816 --> 00:04:28.287
Peut-être que nous ne trouverons
pas de matière noire

00:04:28.287 --> 00:04:29.475
mais autre chose

00:04:29.475 --> 00:04:33.988
qui remodèlera notre compréhension
du fonctionnement de l'univers.

00:04:33.988 --> 00:04:35.999
En réalité, cela fait partie du jeu

00:04:35.999 --> 00:04:38.426
Nous ne savons pas
ce que nous allons trouver.