Espace & Particules (4/2019)

Le CERN dévoile son projet de Portail de la science

Dans le cadre de sa mission en matière d’éducation et de promotion de la science auprès du public, le CERN lance le «Portail de la science», un nouveau centre consacré à l’éducation et à la communication scientifiques. Le Portail de la science sera hébergé dans un nouveau bâtiment sur le site de Meyrin du CERN, conçu par le cabinet d’architectes de renommée internationale Renzo Piano Building Workshop. Il est prévu que sa construction commence en 2020 et se termine en 2022.

L’objectif du projet est de créer un pôle de culture scientifique et d’échange, conformément à la mission du CERN visant à faire bénéficier la société de son savoir-faire et de ses technologies. Conçu comme un lieu d’accueil destiné au grand public, tous âges confondus, le Portail de la science comprendra des zones d’exposition, des laboratoires expérimentaux à des fins éducatives, proposant des activités pratiques aux enfants et aux élèves du primaire et du secondaire, ainsi qu’un grand amphithéâtre où se tiendront des événements.

Le Portail de la science sera financé par des dons et recevra une contribution spéciale de Fiat Chrysler Automobiles (FCA), dans le cadre d’un projet sur la diffusion de la science et de la technologie au titre de la responsabilité sociale de l’entreprise, afin d’honorer la mémoire de son ancien président, Sergio Marchionne, récemment décédé.

 

Une nouvelle saveur de l’asymétrie matière-antimatière

La collaboration LHCb, au CERN a observé, pour la première fois, l’asymétrie entre matière et anti­matière – connue comme la violation de CP – pour une particule appelée méson D⁰, composée d’un quark c et d’un antiquark u. Ce résultat, présenté lors de la conférence annuelle des Rencontres de Moriond, qui ont eu lieu à La Thuile, dans la vallée d’Aoste, du 16 au 23 mars derniers, ainsi que lors d’un séminaire consacré à ce sujet au CERN, va certainement faire date dans les manuels de physique des particules.

Le terme violation de CP fait référence à la transformation qui échange une particule avec l’image miroir de son antiparticule. C’est un phénomène essentiel dans l’Univers, car il est nécessaire pour donner naissance aux processus qui, après le Big Bang, ont été à l’origine de la prépondérance de la matière par rapport à l’antimatière, que nous observons dans l’Univers actuel.

«Ce résultat est un jalon dans l’histoire de la physique des particules. Depuis la découverte du méson D, il y a plus de 40 ans, les physiciens pressentaient que la violation de CP avait lieu également dans ce système, mais ce n’est que maintenant, en utilisant la quasi-totalité des données collectées par l’expérience, que la collaboration LHCb a enfin pu observer cet effet», explique Eckard Elsen, directeur de la recherche et de l’informatique au CERN.

Afin d’observer cette asymétrie de CP, les scientifiques de LHCb ont analysé l’ensemble des données fournies entre 2011 et 2018 par le Grand collisionneur de hadrons (LHC), afin d’y chercher les désintégrations en kaons ou en pions du méson D⁰ et de son antiparticule, l’anti-D⁰. Le résultat a une signification statistique de 5,3 écarts-types, c’est-à-dire qu’il dépasse le seuil de 5 écarts-types utilisé par les physiciens des particules pour valider une découverte.

 

Des nouvelles de Ryugu et Bénou

Le 19 mars dernier, les équipes des missions spatiale japonaise Hayabusa-2 et américaine Osiris-Rex ont publié les premières données collectées sur les astéroïde Ryugu et Bénou. Il s’agit des premiers résultats jamais obtenus in situ sur des astéroïdes carbonés. Trois études, parues dans Science, sont consacrées à Ryugu, sept autres décrivent Bénou dans les revues Nature, Nature Astronomy, Nature Geoscience et Nature Communications.

Les auteurs soulignent que ces astéroïdes sont des restes des matériaux qui ont formé les planètes il y a plus de 4,5 milliards d’années. Ils sont représentatifs des objets qui ont pu apporter à la Terre primitive de l’eau et des molécules favorables à l’apparition de la vie. Les informations que l’on peut en tirer constituent donc autant d’indices sur la naissance et l’évolution du Système solaire.

La principale caractéristique de Ryugu et Bénou tient à leur structure. Il s’agit d’amas de roches liées par la gravité, comportant de 40 % à 60 % de vide, d’où leur faible densité. Découvert en 1999, Ryugu est un astéroïde géocroiseur – c’est-à-dire coupant l’orbite de la Terre – d’environ un kilomètre, de forme irrégulière, qui tourne autour du Soleil sur une orbite elliptique, entre 0,96 UA et 1,41 UA. Bénou, découvert la même année – un géocroiseur également –, a un diamètre d’environ 500 m.

 

La future rencontre avec Andromède

Une étude menée grâce aux données récoltées par le satellite, Gaia apporte un nouvel éclairage sur la fusion programmée de la galaxie d’Andromède avec la Voie lactée.

Éloignée de 2,5 millions d’années-lumière, Andromède se dirige bien vers notre galaxie, mais la rencontre pourrait être moins frontale et plus tardive que prévu. En effet, Andromède devrait entamer une ronde autour de la Voie lactée dans 4,5 milliards d’années en la frôlant à une distance de 400’000 années-lumière. Les deux galaxies continueront ensuite leur rapprochement et fusionneront pour former une galaxie elliptique. Mais aucun être humain n’assistera à ce cataclysme, car le Soleil aura entamé sa transformation en une géante rouge et la Terre sera inhabitable depuis longtemps déjà.

 

La mission Gaia

Gaia est une mission spatiale astrométrique de l’Agence spatiale européenne (ESA), ayant pour but de cartographier en 3D plus d’un milliard d’objets de notre galaxie, avec une précision inégalée. Elle utilise à cet effet le satellite éponyme, lancé en décembre 2013 par l’ESA.

D’un poids de quelque deux tonnes, le satellite Gaia est doté de deux télescopes formant des images se superposant sur un plan focal commun, constitué par 106 capteurs CCD de 4500 x 1966 pixels. Placé autour du point de Lagrange L₂, Gaia balaie l’ensemble de la voute céleste, de manière à pouvoir accumuler, à l’issue de sa mission, au moins soixante observations de tous les objets que ses instruments auront identifiés.

Afin de pouvoir produire un catalogue des objets observés à partir des quelque 100 téraoctets de données collectées par le satellite, un consortium de laboratoires, le DPAC, développe des programmes particulièrement complexes nécessitant une infrastructure informatique lourde. La version finale du catalogue résultant de ce traitement des données, doit être diffusé en 2022. Des versions intermédiaires ont déjà été publiées, les premières en septembre 2016 et avril 2018.