Fermer

avril 4, 2021

Voici ce qui se passe lorsqu'un faisceau de particules subatomiques vous frappe au visage9 minutes de lecture



Que se passerait-il si vous enfonciez votre corps dans un accélérateur de particules? Le scénario semble être le début d'une mauvaise bande dessinée Marvel, mais il éclaire nos intuitions sur les radiations, la vulnérabilité du corps humain et la nature même de la matière.

Les accélérateurs de particules permettent aux physiciens d'étudier les particules subatomiques en les accélérer dans des champs magnétiques puissants et ensuite tracer les interactions qui résultent des collisions. En plongeant dans les mystères de l'Univers, les collisionneurs sont entrés dans le Zeitgeist et ont exploité les merveilles et les peurs de notre époque.

Dès 2008, le Grand collisionneur de hadrons (LHC), exploité par l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire ( CERN), a été chargé de créer trous noirs microscopiques qui permettraient aux physiciens de détecter des dimensions supplémentaires. Pour beaucoup, cela ressemble à l'intrigue d'un film de science-fiction désastreux.

Il n'est pas surprenant que deux personnes aient intenté une action en justice pour empêcher le LHC de fonctionner, de peur qu'il ne produise un trou noir suffisamment puissant pour détruire le monde. Mais les physiciens ont soutenu que l'idée était absurde et le procès a été rejeté.

Puis, en 2012, le LHC a détecté le boson de Higgs tant recherché, une particule nécessaire pour expliquer comment les particules acquièrent de la masse. Avec cette réalisation majeure, le LHC est entré dans la culture populaire; il a été présenté sur la couverture de l'album de Super Collider (2013) par le groupe de heavy metal Megadeth et a été un complot dans la série télévisée américaine The Flash (2014 -). [19659002] Pourtant, malgré ses réalisations et son glamour, le monde de la physique des particules est si abstrait que peu en comprennent les implications, la signification ou l'utilisation. Contrairement à une sonde de la NASA envoyée sur Mars, les recherches du CERN ne produisent pas d’images étonnantes et tangibles.

Au lieu de cela, l’étude de la physique des particules est mieux décrite par des équations de tableau et des lignes ondulées appelées diagrammes de Feynman. Aage Bohr, le lauréat du prix Nobel dont le père Niels a inventé le modèle de Bohr de l'atome, et son collègue Ole Ulfbeck sont même allés jusqu'à nier l'existence physique des particules subatomiques comme autre chose que des modèles mathématiques.

Ce qui nous ramène à notre question initiale: que se passe-t-il lorsqu'un faisceau de particules subatomiques voyageant à une vitesse proche de celle de la lumière rencontre la chair du corps humain? Peut-être parce que les domaines de la physique et de la biologie des particules sont conceptuellement si éloignés, ce ne sont pas seulement les profanes qui manquent d'intuition pour répondre à cette question, mais aussi certains physiciens professionnels.

Dans une 2010 interview YouTube avec des membres de la faculté de physique et d'astronomie de l'Université de Nottingham, plusieurs experts universitaires ont admis qu'ils n'avaient aucune idée de ce qui se passerait si l'on plaçait une main à l'intérieur du faisceau de protons du LHC. Le professeur Michael Merrifield l’a brièvement dit: «C’est une bonne question . Je ne sais pas que est la réponse. Probablement très mauvais pour vous. »

Le professeur Laurence Eaves était également prudent lorsqu'il s'agissait de tirer des conclusions. «[B] y les échelles d’énergie que nous remarquons, ce ne serait pas si perceptible», a-t-il dit, probablement avec un peu d’euphémisme britannique. «Est-ce que je mettrais ma main dans la poutre? Je n’en suis pas sûr. »

De telles expériences de pensée peuvent être des outils utiles pour explorer des situations qui ne peuvent pas être étudiées en laboratoire. Parfois, cependant, des accidents malheureux donnent lieu à des études de cas: des opportunités pour les chercheurs d’étudier des scénarios qui ne peuvent être induits expérimentalement pour des raisons éthiques.

Mais, comme le neuroscientifique VS Ramachandran l'a souligné dans Phantoms in the Brain (1998), il suffit d'un seul cochon qui parle pour prouver que les porcs peuvent parler. Le 13 septembre 1848, par exemple, une tige de fer a percé la tête du cheminot américain Phineas Gage et a profondément changé sa personnalité, offrant les premières preuves d'une base biologique pour la personnalité.

Et le 13 juillet 1978, un scientifique soviétique nommé Anatoli Bugorski s'est enfoncé la tête dans un accélérateur de particules. En ce jour fatidique, Bugorski vérifiait l'équipement défectueux du synchrotron U-70 – le plus grand accélérateur de particules de l'Union soviétique – lorsqu'un mécanisme de sécurité a échoué et qu'un faisceau de protons voyageant à presque la vitesse de la lumière a traversé sa tête, Phineas Style Gage.