L'expérience ALICE étudie la formation du plasma de quarks et de gluons (QGP) qui aurait existé quelques microsecondes après le Big Bang. Cet état est produit au CERN par l'accélérateur LHC dans les collisions d'ions lourds ultrarelativistes permettant d'atteindre des températures extrêmes de plus de 4000 milliards de degrés !

https://home.cern/fr/science/experiments/alice

L'expérience ATLAS a, avec l'expérience CMS, découvert le boson de Higgs. Elle participe activement à la recherche d'une physique au-delà du modèle standard de la physique des particules. Le détecteur de cette expérience est le plus imposant détecteur de ce type au monde.

https://home.cern/fr/science/experiments/atlas

L'expérience DUNE a pour ambition d'étudier des neutrinos produits à une distance de 1300 km par les accélérateurs du Fermilab. Les neutrinos étant des particules particulièrement insaisissables, les détecteurs doivent être gigantesques. Le prototype de détecteur présenté sur cette photo est un cube de 6 m de coté qui contient 800 tonnes d'argon liquide.

https://www.dunescience.org/

CTA est un réseau de télescopes dédiés à l'observation du rayonnement γ de très haute énergie (jusqu'à 300 TeV) produit dans les événements astronomiques extrêmes (étoiles à neutrons, trous noirs…). Il permettra également de participer à l'étude de la mystérieuse matière noire. Les télescopes captent la lumière Tcherenkov produite par les particules créées par l'interaction du rayonnement γ avec l'atmosphère.

La caméra NectarCAM est une caméra permettant de détecter l’émission Tcherenkov créée par des particules chargées produites par des photons de très hautes énergies dans l’atmosphère terrestre.

Elle est composée d'un ensemble de photomultiplicateurs ultra-sensibles qui permettent de détecter des rayons gamma cosmiques de "basses" énergies ~100 GeV.

https://www.cta-observatory.org/

Les 1600 détecteurs Tcherenkov sont répartis sur une surface de 3000 km2 en Argentine ! Ils permettent de détecter les rayons cosmiques les plus énergétiques observés : au-delà de 1020 eV.  Ces rayonnements très énergétiques sont produits en dehors de notre galaxie. L'observatoire est aussi complété par 24 télescopes à fluorescence.

https://www.auger.org/

Les accélérateurs jouent un rôle fondamental pour la recherche en physique subatomique mais aussi pour les applications industrielles et médicales. Sur cette photo, on peut voir une section accélératrice du Super Proton Synchrotron du CERN. Cet accélérateur délivre des faisceaux de protons et d'ions lourds à des expériences de physique. Il sert aussi à accélérer les faisceaux avant leur injection dans le LHC (Large Hadron Collider).

https://home.cern/fr/science/accelerators/super-proton-synchrotron

Le détecteur Nu-Ball est composé d'un ensemble de détecteurs semi-conducteurs en Germanium de haute pureté. Ces détecteurs permettent de mesurer les γ produits dans les réactions nucléaires au centre du dispositif et d'étudier la structure nucléaire.

https://www.ijclab.in2p3.fr/plateformes/alto/

AGATA est un multidétecteur de photons basé sur des détecteurs germanium ultra pur. Ce détecteur est capable de tracer la trajectoire des rayons γ émis dans les réactions nucléaires produites par des faisceaux d'ions stables ou radioactifs. Associé à d'autres détecteurs, il permet d'étudier la structure des noyaux atomiques.

https://www.agata.org/

L'expérience CLAS12 étudie la structure du nucléon (composée de quarks et de gluons) par diffusion d'électrons sur des protons et des neutrons. Le CND est un détecteur composé de scintillateurs plastiques qui génèrent et collectent la lumière produite par le passage des particules produites dans les collisions.

https://www.jlab.org/physics/hall-b/clas12

Tous les accélérateurs ne sont pas forcément de la taille du LHC ! Certains accélérateurs peuvent avoir des tailles plus modestes comme l'accélérateur ANDROMEDE qui permet par exemple l'accélération d'agrégats d'or pour l'étude de matériaux, ou de molécules plus ou moins complexes pour comprendre la formation de molécules dans l'espace (astrochimie).

https://www.ijclab.in2p3.fr/plateformes/andromede/

La grande pyramide de Khéops renferme encore des mystères concernant sa construction. Une technique pour ausculter l'intérieur de la pyramide est d'utiliser la muographie. Les muons d'origine cosmique peuvent traverser de grandes quantités de matière. En mesurant l'absorption de ces muons par la pyramide, il est possible de tomographier l'intérieur.

http://www.scanpyramids.org/

Les neutrinos existent sous 3 formes différentes. Ils ont la particularité de changer de nature : on dit qu'ils oscillent. Pour étudier ces oscillations, à Chooz dans les Ardennes, 2 détecteurs identiques sont placés à 400 m et à 1000 m des cœurs des réacteurs d'une centrale nucléaire. La comparaison précise des flux de neutrinos observés dans ces 2 détecteurs permettra de contraindre les paramètres théoriques qui décrivent ces oscillations.

http://doublechooz.in2p3.fr/Public/public.php

Le télescope LSST est un télescope de grande taille. Il permettra de photographier l'ensemble du ciel austral en 3 jours.  Il est équipé d'une caméra de 3,2 milliards de pixels. En plus de cartographier la voie lactée et de faire un inventaire des objets célestes du système solaire, il permettra d'étudier la matière noire et l'énergie noire.

https://www.lsst.org/

Le JWST est le plus grand télescope jamais envoyé dans l'espace. Il permettra des observations dans l'infrarouge moyen et sera positionné au point de Lagrange L2. Il permettra, entre autres, l'étude des systèmes planétaires et de la formation de la vie. Sur la photo, on peut voir le miroir primaire déployé de 6,5 m de diamètre.

https://www.jwst.fr/