Espace & Particules (6-7/2018)

De nouveaux résultats des expériences du LHC

De nouveaux résultats des expériences ATLAS et CMS auprès du Grand collisionneur de hadrons (LHC) montrent la force de l’interaction entre le boson de Higgs et la particule élémentaire la plus lourde que l’on connaisse, le quark top. Le boson de Higgs n’interagit qu’avec les particules massives. Et pourtant, il a été découvert lors de sa désintégration en deux photons, des particules dépourvues de masse. D’après la mécanique quantique, le Higgs peut en effet fluctuer pendant un instant très bref en un quark top et un antiquark top, qui s’annihilent rapidement en une paire de photons.

Les résultats présentés le 4 juin lors de la conférence LHCP à Bologne décrivent l’observation de ce processus appelé «production ttH». Les résultats de la collaboration CMS, dont la signification statistique dépasse pour la première fois cinq écarts-types (la valeur de référence en la matière), viennent d’être publiés dans la revue Physical Review Letters . En incluant des données de la phase d’exploitation actuelle du LHC, la collaboration ATLAS vient également de soumettre pour publication des résultats avec une meilleure signification statistique. Ceux des deux expériences sont compatibles entre eux et avec le Modèle standard. Ils permettent aux scientifiques de mieux définir les caractéristiques du boson de Higgs et leur donnent de nouvelles pistes pour la recherche de la nouvelle physique.

Mesurer le processus de production ttH est ardu, car il est extrêmement rare: 1 % seulement des bosons de Higgs sont produits en association avec deux quarks top. En utilisant les données sur les collisions proton-proton collectées à des énergies de 7, 8 et 13 TeV, les équipes d’ATLAS et de CMS ont mené plusieurs études indépendantes pour traquer la production ttH, chacune axée sur un mode de désintégration du Higgs différent.

 

Une plate-forme pour faire parler les images satellites

La start-up lausannoise Picterra a mis au point une plate-forme intelligente qui permet, en quelques clics, d’obtenir des informations, des statistiques ainsi qu’une représentation des changements intervenus sur un territoire, en faisant parler les images prises par des drones ou des satellites, dont une grande partie sont en libre accès. Il s’agit d’un système simple et utilisable par tout un chacun. La start-up a présenté son invention lors du GEOSummit, le salon suisse de la géoinformation, qui s’est tenu à Berne du 5 au 7 juin.

Cette plate-forme est capable, après un apprentissage interactif rapide, de repérer et compter des éléments choisis par l’utilisateur, ainsi que des changements spatio-temporels des objets à repérer. Elle compare les caractéristiques de l’objet avec les autres éléments de l’image ou l’image de base avec les autres prises de vues de l’endroit, pour détecter les changements. Pour l’utilisateur cela se traduit par la juxtaposition des images aériennes pour n’en faire qu’une seule. Il accède ainsi directement à plusieurs sources d’images satellites correspondant à sa zone d’intérêt.

Les champs d’application concernent notamment l’agriculture, la défense, les transports maritimes, les administrations publiques, les universités et les laboratoires de recherche. L’entreprise fondée en 2016 a confronté son système à plusieurs situations réelles, comme la surveillance des coupes illégales de bois dans plusieurs pays africains, ou la détection des arbres risquant de toucher les lignes à haute tension. La grandeur du territoire à observer peut aller jusqu’à 2000 km², soit la taille d’une image satellite. La couverture étant globale, il est donc possible de scanner une surface allant de quelques hectares à un continent entier.

L’entreprise profite de la libéralisation du secteur spatial, entraînant l’arrivée de nombreuses entreprises capables de construire, de lancer et d’opérer à moindres coûts des satellites d’observation, mais aussi des engins d’un nouveau genre, tels que les drones solaires en orbite basse.

 

La sonde InSight file vers Mars

La NASA a lancé le 5 mai dernier la sonde InSight. Son objectif est de déterminer l’activité tectonique sur la planète rouge ainsi que son taux d’impact par des météorites, et de tenter de lever le voile sur la formation des planètes telluriques. Après environ 1 h 40 de vol, la sonde s’est séparée de l’étage supérieur de la fusée. Si tout continue de se dérouler comme prévu, elle devrait arriver à destination le 26 novembre, devenant ainsi le premier engin de la NASA à se poser sur Mars depuis le véhicule Curiosity en 2012. Au cours de cette mission, qui doit durer environ deux années terrestres, les scientifiques s’attendent à enregistrer jusqu’à une centaine de «tremblements de Mars», dont la plupart devraient être inférieurs à 6,0 sur l’échelle de Richter.

Les données seront récoltées grâce à trois instruments: un sismomètre, un dispositif de localisation de la sonde et un capteur de flux de chaleur. Le sismomètre Seis (Seismic Experiment for Interior Structure) est un excellent exemple de collaboration européenne. Si le capteur principal est français, son horizontalité sera contrôlée par un dispositif allemand et le capteur sismique de réserve est britannique. L’ensemble est géré par une électronique conçue en Suisse, sous la responsabilité de Domenico Giardini, qui est aussi l’ancien directeur du Service sismologique suisse (SED). C’est cet organisme qui sera chargé de localiser les séismes à partir des données recueillies par InSight.

HP3 (Heat Flow and Physical Properties Package), la seconde sonde, est issue d’une collaboration entre les agences spatiales allemande et polonaise. Enfouie à 5 m dans le sol martien, elle mesurera la quantité de chaleur qui s’échappe des entrailles de la planète rouge et renseignera sur la température du manteau. Quant au troisième instrument, Rise, conçu par le Jet Propulsion Laboratory et capable de s’insérer dans le sous-sol martien à la même profondeur qu’HP3, il scrutera les infimes variations de la rotation de la planète et donnera des informations sur la structure interne de Mars, complémentaires de celles de Seis.

Par ailleurs, les deux satellites de la taille d’une valise, baptisés MarCO (Mars Cube One), embarqués avec la sonde, se sont déployés comme prévu. Ils doivent permettre d’évaluer les capacités de communication de petits équipements dans l’espace lointain.Ils vont suivre leur propre course vers Mars dans le sillage d’InSight, dont ils pourraient transmettre des données sur son entrée dans l’atmosphère martienne et son atterrissage.

Selon la Nasa, le coût total de la mission atteint 993 millions de dollars.