Voyage au CERN. Loïc Quertenmont
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- Eléonore Mongeau
- il y a 7 ans
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1 Voyage au CERN Loïc Quertenmont Université Catholique de Louvain & FNRS Center for Particle Physics and Phenomenology Voyage au CERN (Bac3) 05 Mars 2008
2 Introduction Vous êtes ICI 05/03/ UCL - CP3 Loïc Quertenmont - loic.quertenmont@cern.ch 2
3 Vendredi Programme des Visites ALICE CMS LHC Control Center CAST LHCb (très grand risque d annulation) Samedi ATLAS (annulé on va pouvoir se lever plus tard youpie) Microcosm (musée e du CERN) / Globe (si Tom Hanks n y y est plus ) NA62 (Offline)) CMS Center de Meryn Computer Center 05/03/ UCL - CP3 Loïc Quertenmont - loic.quertenmont@cern.ch 3
4 Introduction au LHC et a ses expériences
5 Pourquoi le Large Hadron Collider? Motivations pour cet accélérateur : La recherche du boson de Higgs L étude de la physique à haute énergie (SM?, nouvelle physique?) Signal ~ L σ Dépend du collisionneur Dépend du processus Physique et de l énergie centre de masse ( s) ( s) Grande fréquence de collision (f = 40Mhz) Grand densité de proton (n 1 =n 2 =10 11 protons) Faible extension spatiale des paquets (15µm) Protons de 7 TeV s = 14 TeV 05/03/ UCL - CP3 Loïc Quertenmont - loic.quertenmont@cern.ch 5
6 LHC : D autres caractéristiques (I) ~ 20 interactions par croisement ~3800 paquets de protons dans chaque sens 1 interaction potentiellement intéressante sur 40 millions d événements 05/03/ UCL - CP3 Loïc Quertenmont - loic.quertenmont@cern.ch 6
7 LHC : D autres caractéristiques (II) Construit dans l ancien tunnel du LEP Anneau de 27Km de circonférence Enfoui à une profondeur de 50 à 150 mètres Déflection des protons assurée par des aimant supraconducteur de 8T 4 Détecteurs : ATLAS CMS LHCB ALICE Explorer la physique à l énergie du TeV et rechercher le Boson de Higgs. Etudier la physique du quark b et de la violation CP Etudier la physique des ions lourds et les plasma quarksgluons. 05/03/ UCL - CP3 Loïc Quertenmont - loic.quertenmont@cern.ch 7
8 LHC : La chaîne d accélération 7TeV 450GeV 26GeV 50MeV P Pb 1GeV 05/03/ UCL - CP3 Loïc Quertenmont - loic.quertenmont@cern.ch 8
9 Un petit tour au LHC 05/03/ UCL - CP3 Loïc Quertenmont - loic.quertenmont@cern.ch 9
10 Anatomie d un détecteur en couches Détecte et mesure l impulsion transverse des muons Mesure l énergie des particules hadroniques (protons, neutrons) B Le champ magnétique permet de défléchir les particules chargées Tracker IP Le point d interaction se situe au centre du détecteur Mesure l impulsion transverse Mesure l énergie des des particules chargées particules électromagnétiques (électrons, protons, muons) (électrons, photons) 05/03/ UCL - CP3 Loïc Quertenmont - loic.quertenmont@cern.ch 10
11 Utilisation du détecteur 05/03/ UCL - CP3 Loïc Quertenmont - loic.quertenmont@cern.ch 11
12 CMS : Compact Muon Solenoid Diamètre : 15.0m Longueur : 21.5m Poids : 12500t Le solénoïde d un rayon de 3m crée un champ magnétique interne de 4 Tesla et externe de 2 Tesla. Les calorimètres sont à l intérieur du solénoïde meilleur résolution r de l él énergie des e-e et γ 05/03/ UCL - CP3 Loïc Quertenmont - loic.quertenmont@cern.ch 12
13 CMS en images 28/02/07 22/01/08 05/03/ UCL - CP3 Loïc Quertenmont - loic.quertenmont@cern.ch 13
14 SIMULATION 1 Evenement Minbias RECONSTRUCTION 05/03/ UCL - CP3 Loïc Quertenmont - loic.quertenmont@cern.ch 14
15 Evenements Cosmique de cet Ete 05/03/ UCL - CP3 Loïc Quertenmont - loic.quertenmont@cern.ch 15
16 Premier événement «faisceaux» 05/03/ UCL - CP3 Loïc Quertenmont - loic.quertenmont@cern.ch 16
17 ATLAS : A Thoroidal LHC AppartuS Diamètre : 25.0m Longueur : 46.0m Poids : 7000t Le solénoïde d un rayon de 1.2m crée un champ magnétique de 2 Tesla pour le tracker. Le champ magnétique pour les chambres à muons provient d un aimant toroïdale Les calorimètres sont à l extérieur du solénoïde 05/03/ UCL - CP3 Loïc Quertenmont - loic.quertenmont@cern.ch 17
18 ATLAS en images 05/02/08 05/03/ UCL - CP3 Loïc Quertenmont - loic.quertenmont@cern.ch 18
19 LHCb : The LHC beauty experiment Cerenkov Detector ECAL HCAL Largeur : 18.0m Longueur : 12.0m Hauteur : 12.0m Poids : 4270t Muon Chambers 1.9 < η < 4.9 Vertex Locator Supraconductor Magnet Tracker Les mésons B parcourent seulement quelques centimètres avant de se désintégrer. Le Vertex Locator (VELO) permet d identifier avec une grande précision les vertex déplacés. 05/03/ UCL - CP3 Loïc Quertenmont - loic.quertenmont@cern.ch 19
20 LHCb en images 01/08/05 HCAL 26/11/04 MAGNET 22/08/06 17/05/05 ECAL 05/03/ UCL - CP3 Loïc Quertenmont - loic.quertenmont@cern.ch 20
21 Alice : A Large Ion Collider Experiment Largeur : 16.0m Longueur : 26.0m Hauteur : 16.0m Poids : 10000t Noyau de Pb Mésons Baryons excités Détecteur construit dans le but d étudier les collisions Pb-Pb à une énergie centre de masse de 5.5TeV par Nucléons. Possibilité de générer un plasma quark-gluon 05/03/ UCL - CP3 Loïc Quertenmont - loic.quertenmont@cern.ch 21
22 Alice en images TPC 05/03/ UCL - CP3 Loïc Quertenmont - loic.quertenmont@cern.ch 22
23 Les autres expériences du CERN
24 NA62 NA62 NA62 (2007): Proposal to Measure the Rare Decay K+ to pi+ nu anti-nu at the Cern SPS 05/03/ UCL - CP3 Loïc Quertenmont - loic.quertenmont@cern.ch 24
25 NA62 05/03/ UCL - CP3 Loïc Quertenmont - loic.quertenmont@cern.ch 25
26 La recherche des axions La chromodynamique quantique est supposée pouvoir violer la symétrie CP. Cette violation n as néanmoins jamais été observée (problème θ strong ) Ce problème peut être résolu par la création d une nouvelle symétrie nouveau champ nouvelle particule : l axionl Propriété de l axion : Boson Stable, neutre Très faible masse (~1 µev) Faible section efficace Effet Primakoff : En présence d un champ électromagnétique, il est possible d observer des conversions Axion-Photon 05/03/ UCL - CP3 Loïc Quertenmont - loic.quertenmont@cern.ch 26
27 CAST : Cern Axion Solar Telescope Effet Primakoff Champs électromagnétique tique intense Un dipôle de 8 Tesla crée un champs électromagnétique intense Le soleil est supposé produire beaucoup d Axion Axion.. Qui pourront être détecté par l effet primakoff CAST se sert d un dipôle comme télescope Ingénieux et peu coûteux 05/03/ UCL - CP3 Loïc Quertenmont - loic.quertenmont@cern.ch 27
28 Le Computer Center 05/03/ UCL - CP3 Loïc Quertenmont - loic.quertenmont@cern.ch 28
29 Conclusion Très Bonne visite!!! 05/03/ UCL - CP3 Loïc Quertenmont - loic.quertenmont@cern.ch 29
Fig. 1 Le détecteur de LHCb. En bas à gauche : schématiquement ; En bas à droite: «Event Display» développé au LAL.
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