How does an atom-smashing particle accelerator work? - Don Lincoln

Comment l'accélérateur de particules fonctionne-t-il ? - Don Lincoln

Transcriber: Andrea McDonough Reviewer: Bedirhan Cinar

Traducteur: Romain CHION Relecteur: Elisabeth Buffard

One of the grandest scientific tools ever made by mankind

L'un des plus grands instruments scientifiques jamais inventé par l'homme

is called an atom smasher.

est l'accélérateur de particule

And I mean literally grand.

Grand, littéralement.

The biggest one ever built,

Le plus grand jamais construit,

the Large Hadron Collider, or LHC,

le grand collisionneur de hadrons, ou LHC,

is a ring with a circumference of about 18 miles.

est un anneau d'environ 27 km de circonférence.

That's more than the entire length of Manhattan.

C'est plus grand que Manhattan.

So what is an atom smasher?

Mais qu'est ce qu'un accélérateur de particule?

It is a device that collides atomic nuclei together

C'est un dispositif qui projette deux noyaux d'atome l'un contre l'autre

at extremely high energy.

à un niveau d’énergie très élevé

The most powerful one scientists have ever built

Le plus puissant jamais construit par des scientifiques

can heat matter to the hottest temperatures ever achieved,

peut chauffer la matière aux plus hautes températures jamais atteintes,

temperatures last seen at a trillionth of second

des températures jamais vues depuis un milliardième de milliardième de seconde

after the universe began.

après la création de l'univers.

Our accelerators are full of engineering superlatives.

Nos accélérateurs atteignent des records d’ingénierie.

The beam-containing region of the LHC is a vacuum,

Le faisceau du LHC est mis sous vide,

with lower pressure than what surrounds

avec une pression plus faible que celle de l'extérieur

the international space station,

de la station spatial internationale

and is 456 degrees Fahrenheit below zero,

et atteint une température de - 271°C,

colder than the temperature of deepest space.

ce qui est plus froid que les températures de l'espace lointain.

A previous accelerator sitting in the LHC tunnel

Un accélérateur précédent reposant dans le tunnel du LHC

holds the world record for velocity,

détient le record du monde de vitesse,

accelerating an electron to a speed so fast

accélérant un électron à une vitesse telle

that if it were to race a photon of light,

que s'il devait faire la course contre un photon de lumière,

it would take about 14 minutes for the photon

le photon mettrait environ 14 minutes

to get a lead of about 10 feet.

pour prendre une avance de 3 mètres

If that doesn't impress you,

Si ça ne vous impressionne pas,

remember the photon is fastest thing in the universe,

rappelez vous que le photon est la chose la plus rapide de l'univers

it goes about 186,000 miles per second.

se déplaçant à une vitesse de 300 000 km par secondes

So how do these subatomic particle accelerators work?

Alors, comment ces accélérateurs de particule subatomique fonctionnent-ils ?

Well, they use electric fields.

Et bien ils utilisent des champs électriques.

Electric fields make charged particles move in the same way

Ces champs déplacent les particules chargées de la même manière

that gravity will pull a dropped baseball.

que la gravité attire une balle en chute libre.

The force from the electric field

La force du champ électrique

will pull a particle to make it move.

va attirer une particle pour la déplacer.

The speed will continue to increase

La vitesse continue à augmenter

until the charged particle is moving incredibly fast.

jusqu'à ce que la particule se déplace à une vitesse incroyable.

A simple particle accelerator can be made

On peut créer un accélérateur de particules simple

by hooking two parallel metal plates to a battery.

en branchant deux plaques métalliques parallèles à une pile

The charge from the battery moves

La charge de la pile se déplace

on to the two metal plates

jusqu'aux deux plaques

and makes an electric field that pulls the particle along.

et crée un champ électrique qui va trainer la particule.

And that's it,

Et voilà,

you got a particle accelerator.

vous avez un accélérateur de particule.

The problem is that an accelerator built this way is very weak.

Le problème est qu'un accélérateur comme celui-ci est très faible

Building a modern accelerator like the LHC this way

Fabriquer un accélérateur moderne comme le LHC de cette manière

would take over five trillion standard D-cell batteries.

utiliserait plus de 5 trillions de piles standards.

So scientists use much stronger batteries

Les scientifiques utilisent donc des batteries bien plus puissantes

and put them one after another.

et les mettent les unes après les autres.

An earlier accelerator used this method

Un accélérateur antérieur utilisait cette méthode

and was about a mile long

et mesurait 1,6 km de long

and was equivalent to 30 billion batteries.

et équivalait à 30 milliards de piles.

However, to make an accelerator

Toutefois, fabriquer un accélérateur

that is equivalent to five trillion batteries

équivalent à 5 trillions de batteries

would require an accelerator 150 miles long.

nécessiterait un accélérateur de 240 km de long

Scientists needed another way.

Les scientifiques avait besoin d'une autre méthode.

While electric fields would make a particle go faster,

Tandis que les champs électriques augmentent la vitesse des particules

magnetic fields make them move in a circular path.

les champs magnétiques les déplacent de manière circulaire

If you put an electric field along the circle,

Si on ajoute un champ électrique le long du cercle,

you don't need to use miles of electric fields,

il n'y a pas besoin de kilomètres de champs électriques,

you can use a single electric field over and over again.

il suffit d'utiliser un champ unique de manière répétée.

The beams go around the circle,

Le faisceau tourne autour du cercle

and each time they gain more energy.

et à chaque tour accumule plus d'énergie.

So very high-energy accelerators consist of

Les accélérateurs à très haute énergie consistent en

a short region with accelerating electric fields,

une courte zone de champs électriques qui accélèrent,

combined with long series of magnets

combinée à une longue série d'aimants

that guide the particles in a circle.

qui guident les particules en un cercle.

The strength of the magnets

La puissance des aimants

and the radius of the circular path

et le rayon du trajet circulaire

determines the maximum energy of the beam.

déterminent l'énergie maximale du faisceau.

Once the beam is zooming along,

Une fois que le faisceau est lancé à toute vitesse,

then the real fun begins,

alors le spectacle commence,

the smashing.

la collision.

The reason physicists want to get

La raison pour laquelle les physiciens veulent amener

those particles moving so fast

ces particules à de telles vitesses

is so that they can slam them into one another.

est pour qu'ils puissent les balancer les unes contre les autres.

These collisions can teach us

Ces collisions nous renseignent

about the fundamental rules that govern matter,

sur les lois fondamentales qui régissent la matière,

but they'd be impossible without the feat of engineering

mais elles seraient impossible sans l'exploit d’ingénierie

that is the particle accelerator.

qu'est l'accélérateur de particule.