Le Grand collisionneur de hadrons (LHC) du CERN a réalisé pour la première fois des collisions impliquant des ions d’oxygène, ouvrant un nouveau terrain d’exploration pour la physique nucléaire et l’étude de l’Univers primordial. La campagne, menée du 29 juin au 9 juillet 2025, a combiné collisions proton-oxygène, oxygène-oxygène et néon-néon.
L’objectif est notamment de mieux comprendre le plasma de quarks et de gluons, un état extrême de la matière qui aurait rempli l’Univers durant ses premières microsecondes. Jusqu’ici, le LHC utilisait surtout des noyaux lourds, comme le plomb, pour créer ce plasma. L’oxygène et le néon permettent d’étudier ce phénomène dans des systèmes beaucoup plus petits et de tester les limites auxquelles cet état de la matière peut encore apparaître.
Les quatre grandes expériences du LHC, ALICE, ATLAS, CMS et LHCb, ont enregistré ces nouvelles collisions. Un an plus tard, elles ont toutes rapporté plusieurs indices compatibles avec la formation d’un plasma de quarks et de gluons dans les collisions oxygène-oxygène et néon-néon.
Les collisions proton-oxygène ont aussi un intérêt en astrophysique. Elles reproduisent en laboratoire certaines interactions produites lorsque des rayons cosmiques frappent l’oxygène de l’atmosphère terrestre, permettant d’améliorer les modèles utilisés pour interpréter ces phénomènes.
Cette campagne constitue ainsi un nouvel outil pour explorer à la fois la force forte, la matière primordiale et les rayons cosmiques, tout en préparant de futures expériences au LHC à haute luminosité.