Un physicien propose de construire un accélérateur de particules sur la Lune ?

La physique des particules fait partie des branches de la science dont on attend beaucoup pour essayer de comprendre la nature de l’Univers. Toutefois, depuis les premières expériences utilisant des accélérateurs de particules et des détecteurs, ces instruments sont devenus de plus en plus complexes. De plus, ils nécessitent que certaines conditions spécifiques soient remplies pour obtenir des résultats fiables. Parmi ces conditions, il y a par exemple la température qui doit être la plus basse possible, mais aussi l’air qui doit être complètement absent.

Un physicien a réfléchi à une solution pour obtenir facilement ces conditions et ainsi faire progresser le domaine. La solution qu’il propose est de construire directement un accélérateur de particules sur la Lune qui semble être l’endroit idéal pour mener des expériences de physique des hautes énergies.

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Selon la proposition qui a été publiée dans la base de données de préimpression arXiv vers le début de l’année, le satellite naturel de notre planète offrirait des conditions très favorables aux expériences menées en physique des particules.

Les avantages offerts par la Lune

D’après le rapport, l’environnement à la surface de la Lune est idéal pour l’installation d’un accélérateur de particules. La température y est en effet très basse avec une valeur pouvant aller jusqu’à -73° C durant la nuit. De plus, il n’y a ni air ni eau pour transporter la chaleur provenant des rayons du soleil. Pendant la journée, la température peut monter jusqu’à 38° C, toutefois, il suffit de se mettre à l’ombre pour éviter la chaleur.

Selon les scientifiques, une température cryogénique est nécessaire pour que les aimants supraconducteurs utilisés dans les accélérateurs ne fondent pas. Ces aimants servent à créer le mouvement des particules qui peuvent atteindre des vitesses proches de celle de la lumière. Une autre raison de garder la température à des valeurs très basses est aussi le fait qu’un détecteur qui chauffe va créer beaucoup de bruit avec les molécules qui se mettent à vibrer.

Un autre avantage offert par une installation sur la Lune est l’absence d’une atmosphère. Ainsi, on n’a pas besoin de créer le vide pour éviter les collisions des particules avec des molécules d’air. Selon les informations, le vide sur la Lune est 10 fois mieux que ce que les physiciens peuvent recréer sur Terre.

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Beaucoup d’autres expériences possibles

A part l’installation d’un accélérateur de particules, il y a aussi d’autres expériences qui peuvent tirer profit des caractéristiques de notre satellite. Par exemple, on pourrait y installer des réacteurs nucléaires servant à produire une grande quantité de neutrinos qui vont ensuite être envoyés en direction de la Terre. Les neutrinos sont des particules très petites pouvant passer à travers la matière. Ils sont donc très difficiles à détecter et étudier. Avec une source sur la Lune, les physiciens auront de quoi satisfaire leur curiosité avec la quantité produite. D’ailleurs, faire voyager un neutrino sur une longue distance comme celle séparant la Terre de la Lune peut lui permettre de changer de type.

Il est aussi possible d’installer des « canons » de rayonnements cosmiques sur la Lune et de les pointer vers la Terre. Ces rayons sont normalement produits par des phénomènes comme l’explosion d’une supernova et cachent encore certains mystères. Une source sur la Lune pourrait ainsi produire une grande quantité de particules à haute énergie simulant les rayons cosmiques. Ces particules vont venir interagir avec notre atmosphère et il suffira d’étudier les interactions à partir de la surface terrestre pour en savoir plus sur les propriétés de l’Univers.

En théorie, la Lune présente ainsi un très grand intérêt pour les physiciens des particules. Le seul problème, c’est qu’aller sur la Lune n’est pas une mince affaire. Un jour peut-être, lorsque les humains auront des bases permanentes sur la surface lunaire, il sera enfin possible de construire des installations comme un accélérateur de particules.

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