Sous la montagne du Jura, des Belges tentent de percer les mystères de l'Univers

Plus de 200 Belges travaillent au ou avec le Cern, à cent mètres sous la terre franco-suisse. Le plus grand accélérateur de particules au monde et ses détecteurs connaissent actuellement un lifting. Reportage et rencontres avec ceux qui veulent percer les mystères de l’Univers. Avec les montagnes du Jura au sommet enneigé en toile de fond, et sous un ciel bleu pur, le drapeau belge flotte sur l’esplanade des Particules. Toutes les rues avoisinantes portent d’ailleurs des noms de savant ou en lien avec la science. Nous sommes ici au cœur d’une véritable mini-ville dédié à la recherche scientifique, située dans les environs de Genève et construite littéralement au-dessus de la frontière franco-suisse. Et si le Cern, l’organisation européenne pour la recherche nucléaire, dont la Belgique est un des 12 Etats-fondateurs – d’où le drapeau -, comprend des restaurants, un hôtel, une caserne de pompiers, une supérette et même une crèche, en plus de tas de bâtiments administratifs et de bureaux, tout se passe en fait… sous la surface.À cent mètres sous terre, se trouve ce qui est considéré comme la plus grande construction érigée dans un but expérimental : le plus puissant accélérateur de particules du monde, le grand collisionneur de hadrons (LHC) – “hadron, c’est le mot chic pour proton”, glisse une scientifique du lieu. Le but : faire se percuter des particules entre elles pour mieux connaître ou même découvrir ces plus petits constituants de la nature. Deux étages et 100 mètres de descente L’endroit pour arriver à ce LHC, ne paye pourtant pas de mine, un simple bâtiment de tôle peint en vert. C’est après que l’on a pénétré dans ce “hangar” que les choses se corsent : ici, pour descendre vers les installations souterraines, tous les membres du Cern doivent porter au cou un dosimètre, qui sert de badge pour leur permettre d’ouvrir les sas pour descendre, mais enregistre aussi leur exposition aux rayonnements. À l’intérieur du sas, un scan rétinien contrôle leur identité, avant que la seconde porte ne s’ouvre. Ne reste plus alors qu’à prendre le grand ascenseur, pour descendre au niveau du collisionneur lui-même. Comme le Belge Jean-Philippe Tock, ingénieur au Cern et ses collègues qui nous accueillent aiment à dire avant d’appuyer sur le bouton, “il n’y a que deux étages, sauf que le deuxième se trouve à cent mètres sous terre !” © DR. Jean-Philippe Tock, devant les cavités radiofréquence :ce sont des enceintes métalliques qui abritent un champ électromagnétique. Les particules chargées qui pénètrent dans ce champ reçoivent une impulsion électrique qui les fait accélérer. À la sortie, on débouche sur un tunnel, bordé d’un côté par tout une variété de tuyaux, et de l’autre côté, par un petit “trottoir”, où nous croisons quelques employés du Cern, casqués, en train de circuler. À pied, mais aussi pour beaucoup… en vélo ! Et ceux-ci sont bien utiles, car ce tunnel de trois mètres de diamètres se poursuit ainsi sur… 27 kilomètres. Au fil de ces kilomètres qui suivent une forme d’anneau, les tuyaux peuvent changer d’apparence – bleu, blanc, hérissés de fils ou parfois laissant apparaître deux tubes métalliques nus parallèles, reposant sur des pieds à environ un mètre du sol. Onze mille fois par seconde le tour de l'anneau C’est dans ces tubes étroits que circulent habituellement les particules, quasi à la vitesse de la lumière (ils font 11 000 fois par seconde le tour de l’anneau), dans un vide très poussé, accélérées à certains endroits par des impulsions électriques et guidées par un champ magnétique généré par des aimants. Les gros “tuyaux bleus” sont par exemple au nombre de 1232, pèsent chacun 30 tonnes et sont des aimants dipolaires. “Ces dipôles servent à courber la trajectoire des protons pour qu’ils suivent un cercle, explique casque sur la tête Jean-Philippe Tock, responsable des départements “aimants” au Cern. D’ailleurs, on voit là-bas le début de la courbure de l’accélérateur, poursuit-il, montrant le tunnel qui s’incurve. Une des avantages de l’anneau par rapport à la ligne droite ? Ce n’est pas un one-shot, les particules peuvent tourner des heures en cercle.“Dans l’accélérateur, il y a deux faisceaux de protons qui circulent dans un sens opposé, reprend Jean-Philippe Tock. Ces protons entrent en collision au centre des détecteurs. Ces détecteurs sont des sortes d’appareils photographiques qui analysent ces collisions. Ensuite, ces analyses permettent aux physiciens de comparer les résultats avec leur modèle et de valider ou d’invalider leurs théories.”

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