| e2φ 2014 Physique des extrêmes Clermont-Ferrand 25 au 28 août 2014 |
Philippe Rosnet
Laboratoire de Physique Corpusulaire de Clermont-Ferrand
IN2P3, Université Blaise Pascal, 63171 Aubière cedex
La structure subatomique de la matière consiste en un cortège d'électrons liés à un noyau, lequel est composé de nucléons (proton et neutron). Or, depuis une cinquantaine d'années, on sait que les nucléons sont constitués de quarks dont la cohésion est assurée par la force nucléaire (ou interaction) forte. Tout comme les électrons, les quarks se caractérisent par une charge électrique, mais également par une charge d'un autre genre appelée couleur. Cette charge de couleur est la source de l'interaction forte qui est formalisée par une théorie que l'on nomme ChromoDynamique Quantique. Dans ce cadre théorique, l'interaction entre charges de couleur (i.e. entre quarks) est transmise via des particules médiatrices appelées gluons. Ainsi, un nucléon est schématiquement un ensemble de quarks qui interagissent par le biais de gluons. Cette théorie prédit que si l'on comprime et/ou chauffe suffisamment les nucléons, ceux-ci se dissolvent en une sorte de soupe : le Plasma de Quarks et de Gluons.
Par ailleurs, dans le scénario du big bang, l'Univers lors de son expansion serait passé par cet état de plasma de quarks et de gluons : étudier ses propriétés pourrait donc nous renseigner sur l'Univers primordial. Or, le LHC, le grand collisionneur de particules du CERN (Laboratoire européen pour la physique des particules), permet d'engendrer des collisions entre noyaux de plomb à une énergie telle qu'il est possible de reproduire en laboratoire et donc d'étudier le plasma de quarks et de gluons.
L'exposé s'attachera à décrire les concepts théoriques de l'interaction forte en se focalisant sur cet état exotique de la matière nucléaire, puis décrira l'approche expérimentale en mettant en perspective les derniers résultats obtenus au LHC.
Note biographique :
Physicien des particules, professeur des universités au Laboratoire de Physique Corpusculaire et à l’université Blaise Pascal de Clermont-Ferrand, Philippe Rosnet est ancien président de la section locale Auvergne de la Société Française de Physique. Il est aussi membre du conseil d’administration de cette même société.
Il a travaillé au début de sa carrière dans la collaboration ALEPH auprès du collisionneur LEP du Laboratoire européen pour la physique des particules (CERN près de Genève), sur les propriétés des constituants élémentaires de la matière. Il s’intéresse depuis plusieurs années aux propriétés de la matière nucléaire dans des états thermodynamiques extrêmes (Plasma de quarks et de gluons) par le biais de collisions d’ions lourds ultra-relativistes réalisées auprès du Large Hadron Collider (LHC) du CERN. Il participe à l‘expérience ALICE (A Large Ion Collider Experiment) du LHC, en se focalisant sur l’étude des propriétés des particules produites lors de ces collisions, pour pouvoir en extraire des informations sur les propriétés de ce plasma.