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10 ans du Prix Nobel : vers le futur du grand collisionneur de particules
Publié le 3 octobre 2023
– Mis à jour le 5 octobre 2023
Laurent Thomas, chercheur en physique expérimentale et "traqueur de particules" au CERN travaille sur l'analyse des données du détecteur CMS, "une sorte d'énorme appareil photo prenant quarante millions de clichés par seconde des collisions de particules qui se produisent au centre du détecteur" explique-t-il.
Les particules : c'est ce qui passionne Laurent Thomas. Formé à l'ULB, ce jeune chercheur qualifié FNRS s'est penché sur plusieurs d'entre elles avant de se concentrer sur le fameux boson scalaire - celui-là même qui, associé au "champ de Higgs", permet aux particules d'acquérir une masse. Également rattaché au CERN, l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire, il travaille aujourd'hui activement sur l'analyse des données du détecteur CMS ("Compact Muon Solenoid") qui enregistre les collisions de protons du LHC ("Large Hadron Collider"), un gigantesque accélérateur circulaire de 27 km de circonférence.
Le CMS, composé d'un aimant générant un champ magnétique extrêmement puissant et de différents composants chargés d'identifier et mesurer les différentes particules est, malgré ses 21 mètres de long et 15 mètres de diamètre, qualifié de "compact", en comparaison à son homologue le détecteur ATLAS. Ensemble, ATLAS et CMS ont mis en évidence l'existence du boson scalaire, validant la théorie de Brout, Englert et Higgs, près de 50 ans après sa formulation.
"Je m'intéresse en particulier à isoler un processus plutôt rare de production de ce boson au LHC. Ce processus est très prometteur pour sonder le lien entre le boson et la matière noire." détaille-t-il, citant l'utilisation croissante d'outils de "machine learning", des techniques d'intelligence artificielle, pour parvenir à séparer le signal du bruit de fond.
Pour collecter toutes ces données, le chercheur coordonne en parallèle un groupe de chercheurs qui élaborent des "systèmes de déclenchement", c'est-à-dire des algorithmes visant à choisir, en temps réel, les collisions les plus pertinentes à enregistrer. "La quantité d'information est telle qu'il nous faut être sélectif... mais avec justesse ! Toutes les "photos" prises ne peuvent être enregistrées, elles dépasseraient largement nos capacités de stockage et de traitement. Les algorithmes que nous développons évaluent quelles collisions méritent une attention particulière à l’instant même où elles se produisent."
Le chercheur collabore enfin activement avec les scientifiques qui construisent, à Bruxelles et au CERN, des nouveaux composants qui amélioreront le détecteur dans les années à venir, afin d'en rendre la précision plus fine et d'être en mesure de collecter davantage de données.
Le CERN est un endroit plein de symboles : c'est là que le boson scalaire fut détecté en 2012. "J'étais encore étudiant en thèse et cet événement représente l'une des plus grandes avancées dans le domaine depuis des décennies", raconte Laurent Thomas.
Le CMS, composé d'un aimant générant un champ magnétique extrêmement puissant et de différents composants chargés d'identifier et mesurer les différentes particules est, malgré ses 21 mètres de long et 15 mètres de diamètre, qualifié de "compact", en comparaison à son homologue le détecteur ATLAS. Ensemble, ATLAS et CMS ont mis en évidence l'existence du boson scalaire, validant la théorie de Brout, Englert et Higgs, près de 50 ans après sa formulation.
Vers une précision plus fine
"On pourrait résumer CMS à une sorte d'énorme appareil photo prenant quarante millions de clichés par seconde des collisions de particules qui se produisent au centre du détecteur", explique le chercheur, qui l'utilise désormais pour étudier plus finement les propriétés du boson scalaire.
"Je m'intéresse en particulier à isoler un processus plutôt rare de production de ce boson au LHC. Ce processus est très prometteur pour sonder le lien entre le boson et la matière noire." détaille-t-il, citant l'utilisation croissante d'outils de "machine learning", des techniques d'intelligence artificielle, pour parvenir à séparer le signal du bruit de fond.
Pour collecter toutes ces données, le chercheur coordonne en parallèle un groupe de chercheurs qui élaborent des "systèmes de déclenchement", c'est-à-dire des algorithmes visant à choisir, en temps réel, les collisions les plus pertinentes à enregistrer. "La quantité d'information est telle qu'il nous faut être sélectif... mais avec justesse ! Toutes les "photos" prises ne peuvent être enregistrées, elles dépasseraient largement nos capacités de stockage et de traitement. Les algorithmes que nous développons évaluent quelles collisions méritent une attention particulière à l’instant même où elles se produisent."
Le chercheur collabore enfin activement avec les scientifiques qui construisent, à Bruxelles et au CERN, des nouveaux composants qui amélioreront le détecteur dans les années à venir, afin d'en rendre la précision plus fine et d'être en mesure de collecter davantage de données.
Le CERN est un endroit plein de symboles : c'est là que le boson scalaire fut détecté en 2012. "J'étais encore étudiant en thèse et cet événement représente l'une des plus grandes avancées dans le domaine depuis des décennies", raconte Laurent Thomas.
"Cette découverte fut un aboutissement pour les milliers de personnes ayant travaillé au fonctionnement du détecteur. Elle m'a fortement motivé à poursuivre ma carrière de chercheur."