Etat des lieux

Depuis le début des années quatre vingts, deux campagnes d'expériences dédiées à l'étude des collisions d'ions lourds relativistes puis ultra-relativistes ont été menées parallèlement auprès de l'accélérateur AGS (Alternating Gradient Synchrotron) aux États-Unis et SPS (Super Proton Synchrotron) au CERN, à la frontière franco-suisse. Les domaines de physique explorés par ces deux séries d'expériences avaient un but commun, la découverte d'un état déconfiné de la matière. Néanmoins, seules les expériences du CERN, grâce à une énergie dans le centre de masse de la réaction plus élevée (tableau 1.1), ont probablement observé des comportements d'observables qui pourraient indiquer le passage de la matière par un état déconfiné.

Tableau 1.1: Energie disponible dans le centre de masse d'une paire de nucléon pour les principaux accélérateurs d'ions lourds.

Accélérateur	Energie dans le centre de masse
	d'une paire de nucléon ($\sqrt{S_{NN}}$)
AGS	4.7 GeV
SPS	17.3 Gev
RHIC	200 Gev
LHC	5.5 TeV

L'annonce officielle du CERN du mois de février 2000 était principalement motivée par les résultats de trois expériences

WA97-NA57

Observation de l'augmentation de la production de particules étranges normalisée au nombre de participants dans des systèmes Pb+Pb en comparaison de p+Pb [1]. Cette augmentation est plus prononcée pour les particules multi-étranges. Ce comportement n'est pas interprétable par les modèles de réinteraction hadronique.

NA50

Observation d'une suppression anormale du J/$\Psi$ et du $\Psi^{'}$ [2]. Cette observation peut être comprise notamment en supposant un mécanisme d'écrantage de Debye lors du passage des paires $c\overline{c}$ au travers d'un plasma de quarks et de gluons [3].

CERES-NA45

Observation d'une augmentation de la production des di-leptons dans le domaine des basses masses [4]. Ce comportement pourrait être induit par la restauration de la symétrie chirale, qui signerait le passage du système par un état déconfiné.

Il faut toutefois signaler que ces résultats semblant confirmer l'hypothèse de l'observation d'un plasma de partons déconfinés sont encore soumis à discussion. Les résultats des autres expériences ne convergent pas tous vers cette même conclusion. En effet, les expériences dédiées à l'observation des DCC (Disoriented Chiral Condensate) comme WA98 [5] [6] ou à la recherche d'étrangelets comme NA52 [7] n'ont pas obtenu de résultats positifs.

Dans ce contexte, la mise en fonctionnement de l'accélérateur RHIC (Relativistic Heavy Ions Collider) aux États-Unis arrive à point nommé pour poursuivre l'investigation des collisions ultra-relativistes, même si le programme scientifique de RHIC ne consiste pas en une simple extension de celui du SPS ou de l'AGS. En effet, la construction de RHIC a historiquement suivi l'abandon par les États-Unis du projet SSC (Superconducting Super Collider). Une partie du programme de physique des particules a alors été reportée sur RHIC, expliquant ainsi que les collisions p+p et les interactions de faisceaux polarisés fassent partie du programme de RHIC.