Sciences - Santé

Vendredi a été inauguré à l’ULB-VUB, un supercalculateur (investissement d’1,5 million d’euros par le FNRS) destiné aux 70 physiciens belges qui seront impliqués étroitement dans l’analyse des milliards de données issues du LHC, le plus grand détecteur de particules au monde, construit au Cern à Genève. Des supercalculateurs équivalents (un peu plus petits) ont été installés à l’UCL et à Gand, partenaires du même projet. Ces calculateurs sont connectés au Grid (la "grille"), le nouveau système de partage des puissances informatiques créé par le Cern et qui est en quelque sorte l’avenir du Web (c’est le Cern qui avait inventé le Web !).

On sait que le LHC, qui avait démarré le 20 septembre dernier, a connu rapidement une panne (fuite d’hélium liquide de refroidissement des 1700 aimants supraconducteurs). Les travaux de réparation et la mise au point de systèmes qui empêcheraient la répétition de ce type de pannes, sont quasi finis et le redémarrage est prévu pour octobre, soit un an plus tard que prévu. Le coût des réparations est de 20 millions d’euros et, pour rattraper un peu le temps perdu, le LHC travaillera même en hiver quand l’électricité est chère (surcoût prévu de 20 millions d’euros en facture électrique).

Quatre grands détecteurs, grands comme des immeubles de 5 étages, sont installés à 100 m sous terre pour enregistrer les données résultant du choc entre les deux faisceaux de protons lancés l’un contre l’autre. On espère détecter ainsi la particule de "Dieu", le boson d’Englert, Brout et Higgs, qui validerait le "modèle standard", soit la meilleure explication qu’on ait aujourd’hui de l’univers. Mais on espère aussi détecter des choses "bizarres" comme des particules supersymétriques responsables peut-être de la mystérieuse matière noire qui serait cinq fois plus massive que toute la matière connue de l’univers, ou de microtrous noirs, ou des dimensions supplémentaires de l’espace dans lesquelles "disparaîtraient" des particules.

Le CMS, à lui tout seul, pèse 12500 tonnes. Son grand aimant supraconducteur peut stocker une énergie équivalente à celle d’un TGV lancé à pleine vitesse. Détecter ce boson de Higgs qu’on espère voir chaque jour dans un ensemble de 600 millions de collisions par seconde, revient à chercher une aiguille dans 10000 bottes de foin. Chaque seconde, il faut traiter 300000 MB de données ! Autour du point d’impact, sont disposés en couches d’oignon différents détecteurs qui "marquent" les trajectoires des particules, leurs types et leurs énergies. Ce sont d’abord des "trackers" électroniques sur des plaques de silicium, comme des chips minuscules capables d’enregistrer l’impact de particules chargées. Puis ce sont des capteurs en cristaux ultrapurs de tungstène de plomb, réalisés en Russie dans d’ex-usine d’armement, puis des détecteurs à muons.

Deux mille scientifiques, venus de 36 pays différents, dont 50 physiciens belges de l’UCL, ULB, Mons, VUB et Anvers, ont travaillé sur ce seul détecteur CMS, déjà testé en étudiant le passage des rayons cosmiques, ces particules très énergétiques qui arrivent sur terre à chaque instant. Les trajectoires seront ensuite analysées dans les laboratoires des universités participantes. Le détecteur et ses logiciels permettent de faire directement un premier tri parmi les 600 millions de collisions chaque seconde. Tout est enregistré dans une mémoire tampon près du "tracker" ,et un détecteur à muon indique si l’événement a une chance d’être le bon. On ne garde alors que les collisions qui ont une chance de comprendre un Higgs, soit 200 événements seulement par seconde. Ces "bons" événements sont alors traités et stockés avant d’être dispatchés dans le monde pour être étudiés. Et les physiciens belges reçoivent leurs "paquets" pour les étudier sur leurs supercalculateurs. Même après ce "tri", le volume des données à stocker reste gigantesque. Si on les stockait dans des DVD, elles formeraient une colonne de DVD empilés de 20 km de haut ! Pour analyser une telle masse, le Cern a développé le "Grid", une formidable extension d’Internet qui permet de mettre en commun virtuellement les capacités de calcul et de stockage d’ordinateurs partout dans le monde, comme s’ils ne faisaient qu’une seule machine. Le Grid réunit aujourd’hui 240 centres de calcul dans 45 pays. Notons que le Grid peut aussi être utilisé dans d’autres applications, grandes consommatrices de puissance de calcul comme la météo.