Le cyclotron de 2.25 mètres de Berkeley

La chambre à bulles à liquides lourds, Gargamelle, au CERN

Production de particules dans la première chambre à bulles à hydrogène liquide du CERN

L'ère des accélérateurs

Les premières machines

Dans les années 30, après l'invention du cyclotron par Ernest Lawrence, il était clair que les accélérateurs étaient la seule voie qui permettrait aux physiciens de pénétrer plus profondément dans la structure de la matière.

Initialement, les Etats-Unis ouvrirent le chemin. En effet, de telles machines étaient trop grosses et trop chères pour que n'importe quel pays européen les construisent seul. Cependant, en 1954, les physiciens européens décidèrent de créer à Genève, en Suisse, un laboratoire central, européen, qu'ils appelèrent CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire). Depuis, le CERN a joué un rôle majeur dans la plupart des développements techniques et scientifiques de la physique des hautes énergies.

A partir des premiers cyclotrons et bétatrons à un aimant, qui pouvaient accélérer respectivement des protons et des électrons jusqu'à quelques dizaines de MeV en énergie, se développa le nouveau synchrotron de forme toroïdale, capable d'accélérer les deux types de particules dans la gamme d'énergie du GeV. Dans les années 50, grâce à une nouvelle technique de focalisation, les machines furent poussées jusqu'à environ 30 GeV.

Dès lors, jusqu'au début des années 70, un certain nombre d'avancées majeures dans la recherche de la structure de base de la matière furent réalisées. Une avalanche de nouvelles particules furent découvertes, grâce à l'intégration fructueuse d'accélérateurs puissants (comme le Synchrotron à protons (PS) de 28 GeV au CERN et le Synchrotron à gradients alternés (AGS) de 33 GeV à Brookhaven) et d'un nouveau détecteur de particules efficace, la chambre à bulles.