News: 21 September 2010
CMS observes a potentially new and interesting effect
Image of a 7 TeV proton-proton collision in CMS producing more than 100 charged particles.
After almost six months of operation, experiments at the LHC are starting to see signs of potentially new and interesting effects. In results announced by the CMS collaboration today, correlations have been observed between particles produced in 7 TeV proton-proton collisions.
In some of the LHC’s proton-proton collisions, a hundred or more particles can be produced. The CMS collaboration has studied such collisions by measuring angular correlations between the particles as they fly away from the point of impact, and this has revealed that some of the particles are intimately linked in a way not seen before in proton collisions.
The effect is subtle and many detailed crosschecks and studies have been performed to ensure that it is real. It bears some similarity to effects seen in the collisions of nuclei at the RHIC facility located at the US Brookhaven National Laboratory, which have been interpreted as being possibly due to the creation of hot dense matter formed in the collisions. Nevertheless, the CMS collaboration has stressed that there are several potential explanations to be considered and the collaboration’s presentation to the physics community at CERN today focussed on the experimental evidence in the interest of fostering a broader discussion on the subject.
“Now we need more data to analyse fully what’s going on, and to take our first steps into the vast landscape of new physics we hope the LHC will open up,” said CMS Spokesperson Guido Tonelli.
Proton running at the LHC is scheduled to continue until the end of October, during which time CMS will accumulate much more data to analyse. For the remainder of 2010 running, the LHC will collide lead nuclei.
Another CERN experiment that will be following developments with great interest is ALICE, whose detector is optimised to study collisions of nuclei. Like the experiments at RHIC, ALICE aims to study matter in the hot dense state that would have existed just tiny fractions of a second after the Big Bang in a bid to understand how such matter evolved into the ordinary nuclear matter that makes up the Universe today. The observation of proton-proton collisions producing large numbers of particles bodes well for this new phase of LHC running.
Having re-measured known physics in time for the summer conferences, the LHC experiments are now starting to probe new ground. ATLAS recently extended limits on excited quarks, while the LHCb detector has demonstrated its capacity by observing atom-like particles built from beauty quarks and antiquarks.
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For recent results from ATLAS and LHCb, see:
CMS observe un phénomène potentiellement nouveau et intéressant
Image d’une collision proton-proton à 7 TeV dans CMS avec production de plus de 100 particules chargées.
Après bientôt six mois d’exploitation, les expériences LHC commencent à observer des signes de phénomènes potentiellement nouveaux et intéressants. Selon des résultats annoncés aujourd’hui par la collaboration CMS, des corrélations ont été observées entre des particules produites à 7 TeV lors de collisions proton-proton.
Certaines collisions proton-proton au LHC peuvent produire une centaine de particules, voire plus. La collaboration CMS a étudié ces collisions en mesurant les corrélations angulaires entre les particules qui fusent à partir du point de collision. Il est apparu que certaines de ces particules sont intimement liées, d’une manière qui n'avait encore jamais été observée dans les collisions de protons.
Ce phénomène est subtil et de nombreuses vérifications et études ont été effectuées pour s’assurer qu’il est bien réel. Il comporte des similitudes avec des phénomènes observés dans les collisions de noyaux au RHIC du Laboratoire national de Brookhaven (États-Unis), qui ont été interprétés comme pouvant être dus à la création de matière dense et chaude dans les collisions. La collaboration CMS a toutefois souligné que plusieurs explications possibles devaient être envisagées ; c’est pourquoi les données expérimentales sont au cœur de la présentation qu’elle fait aujourd'hui aux physiciens au CERN, dans le but de déclencher une discussion plus générale sur le sujet.
« Nous avons maintenant besoin de plus de données pour analyser complètement ce qui se passe et faire nos premiers pas dans la nouvelle physique, un nouveau monde que le LHC, nous l’espérons, va nous permettre de découvrir », a indiqué Guido Tonelli, porte-parole de CMS.
L’exploitation du LHC avec des protons devrait continuer jusqu’à la fin du mois d’octobre, ce qui permettra à la collaboration CMS de recueillir davantage de données pour analyse. Puis, jusqu’à la fin de 2010, le LHC fera entrer en collision des noyaux de plomb.
Ces développements seront aussi suivis avec attention par la collaboration ALICE, autre expérience du CERN, dont le détecteur est optimisé pour étudier les collisions de noyaux. Comme les expériences au RHIC, ALICE a pour but d’étudier l’état dense et chaud de la matière qui aurait existé quelques fractions de secondes juste après le Big Bang. L’objectif est de comprendre comment on est passé de cet état à la matière nucléaire ordinaire qui constitue aujourd'hui notre Univers. L’observation de collisions proton-proton produisant un grand nombre de particules est de bon augure pour cette nouvelle phase de l’exploitation du LHC.
Après avoir présenté des résultats sur les domaines connus de la physique lors des conférences au début de l'été, les expériences du LHC commencent à explorer de nouveaux territoires. ATLAS a récemment repoussé les limites du champ de recherche du quark excité, et LHCb a mis en évidence des « atomes » formés de quarks et d’antiquarks beauté.
Pour plus d'informations :
Pour les résultats récents de ATLAS et LHCb :
