Accélérer c'est augmenter la vitesse. Dans un accélérateur de particules, un faisceau de particules électriquement chargées, par exemple des électrons (charge électrique négative) ou bien des ions (charge électrique positive ou négative), à une énergie donnée, est accéléré.
En physique fondamentale, ils servent à accélérer des faisceaux de particules chargées (électrons, positons, protons, antiprotons, ions…) pour les faire entrer en collision et étudier les particules élémentaires générées au cours de cette collision.
Un accélérateur de particules utilise des champs électriques élevés (fortes tensions entre deux armatures) pour amener des particules chargées électriquement à des vitesses élevées.
La particularité de ce type d'accélérateur de particules est la méthode d'accélération des particules chargée, via un champ électrique local ou non et en ligne droite. Lors de son passage dans l'accélérateur, la particule subit une force proportionnelle au champ électrique, la force d'interaction Coulombienne .
Le Grand collisionneur de hadrons (LHC) est le plus puissant accélérateur de particules jamais construit. Il se trouve au CERN, l'Organisation européenne pour la Recherche nucléaire, dans un tunnel situé à 100 mètres sous terre, de part et d'autre de la frontière franco-suisse, près de Genève (Suisse).
Le LHC est l'accélérateur de particules le plus grand et le plus puissant du monde. C'est un anneau de 27 kilomètres de circonférence, formé de milliers d'aimants supraconducteurs et doté de structures accélératrices pour accroitre l'énergie des particules à chaque passage.
La production de nouvelles particules exige qu'une quantité suffisante d'énergie soit concentrée dans un espace minuscule, de sorte que l'énergie (E) devienne la masse (m) des particules, conformément à l'équation d'Einstein E=mc2. Dans un collisionneur, on y parvient en faisant entrer en collision deux particules.
Pour accélérer les particules, on doit obligatoirement utiliser un champ électrique qui exerce sur les particules une force parallèle au champ. Si on oriente le champ parallèle au déplacement des particules, sa force sera alors accélératrice.
Todd Johnson fait passer du plexiglas dans un accélérateur de particules qui le bombarde de protons qui se retrouvent piégés dedans, accumulant ainsi plusieurs millions de volts d'électricité. Il suffit alors de frapper le plexiglas avec un marteau et le choc libère l'électricité qui s'échappe en le faisant fondre en…
Car les ions ne se baladent pas dans l'air, il faut les synthétiser : ce sont des atomes qui ont perdu ou gagné des électrons, ce qui leur confère une charge électrique.
Le module de la vitesse de la particule augmente. 4) Les particules effectuent plusieurs tours dans le cyclotron jusqu'à leur expulsion du cyclotron, car le rayon de la trajectoire circulaire augmente avec l'augmentation du module de la vitesse.
WILSON ROBERT RATHBUN (1914-2000)
Les électrons libres
Certains électrons sont qualifiés de libres. Cela signifie qu'au sein d'un métal, ils peuvent se déplacer librement d'atome en atome. Chaque électron cédé par un atome étant systématiquement remplacé par l'électron reçu d'un atome voisin, les atomes métalliques restent toujours globalement neutres.
Le Globe de la science et de l'innovation, bâtiment iconique du CERN à Meyrin, en Suisse. La Suisse a été choisie en grande partie pour sa neutralité, garde-fou contre le détournement des recherches à des fins militaires; lors de la création de l'organisation, en 1954, le monde vient d'entrer dans la Guerre froide.
La visite s'effectue à pied (en extérieur et intérieur), pas de visite en souterrain. En complément de votre visite vous pouvez découvrir librement deux expositions permanentes : le "Microcosm" et "Univers de Particules". A partir de 12 ans. Les mineurs d'âge obligatoirement être accompagnés d'au moins un adulte.
Un accélérateur linéaire est un système qui utilise des ondes électromagnétiques de fréquences élevées (voisines de 3000 MHz) pour accélérer des électrons jusqu'à des énergies très élevées (de l'ordre de 25 MeV) à travers un tube linéaire.
Quelle est la mission du CERN ? Au CERN, notre travail vise à mieux comprendre de quoi est fait l'Univers et comment il fonctionne. Pour cela, nous mettons à la disposition des scientifiques un complexe unique au monde d'accélérateurs de particules leur permettant de repousser les limites de la connaissance humaine.
Le CERN porte un programme ambitieux pour soutenir l'éducation et la culture en particulier au travers de stages pour les enseignants et d'universités pour les jeunes. Les visites du Laboratoire participent de cet effort et, à ce titre, les visites sont gratuites.
Le CERN, l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire, est l'un des plus grands et des plus prestigieux laboratoires scientifiques du monde. Il a pour vocation la physique fondamentale, la découverte des constituants et des lois de l'Univers.
Genève, le 18 décembre 2002. La Banque européenne d'investissement (BEI) va prêter 300 millions d'€ pour financer la phase finale de la construction du « grand collisionneur de hadrons » (Large Hadron Collider - LHC) du CERN1, l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire.
Le signe négatif signifie donc que l'énergie de l'électron dans l'atome est inférieure à celle d'un électron libre. Quand l'électron s'approche du noyau, n diminue et son énergie (En) devient de plus en plus négative. À n = 1, En est la plus basse, car c'est à ce niveau que l'électron est le plus stable.
Les charges négatives sont portées par des particules très petites et identiques appelées électrons. Lorsqu'on frotte deux corps l'un contre l'autre, l'un arrache des électrons à l'autre. Le corps qui possède un excès d'électrons est chargé négativement.
Champs électrique et magnétique
Un électron engendre un champ électrique qui exerce une force attractive sur une particule positivement chargée, comme un proton, et une force répulsive sur une particule négative. La valeur de cette force est donnée par la loi de Coulomb.
L'accélérateur c'est une pédale. Plus on l'enfonce avec la pointe du pied, plus la voiture va augmenter sa vitesse. Plus le pied relâche son emprise, plus le véhicule va ralentir. Son amplitude va être inhérente aux changements de régime moteur.
Entre les Dés la particule est soumise à la force électrique F = q. E. Son mouvement est accéléré et son énergie cinétique augmente du travail de la force électrique q.U. L'effet est maximum si la pulsation de U est égale à la pulsation cyclotron. Les ions sont accélérés deux fois par tour.