Le CNRS
Liens utiles CNRSLe CNRSAnnuairesMots-Clefs du CNRSAutres sites
Accueil In2p3Accueil In2p3

Rechercher :

Rechercher:

  Accueil > Actions de l'Institut > Conseils scientifiques

Conclusions du conseil scientifique du 12 juillet 2004

lire la suite Retour au sommaire

 

Membres présents :
Monique Bex, Michel Baubilier, Philippe Chomaz, Maryvonne De Jésus, Jacques Dumarchez, Lydia Iconomidou-Fayard, Daniel Froidevaux, Sydney Galès, Amel Korichi, Sylvie Rosier-Lees, Pierre Salati, Marc Winter

Membres excusés :
Angelo Scribano, Jean-Pierre Thibaud, Wolfgang Trautmann

Assistaient à la session fermée :
Michel Spiro, Stavros Katsanevas, François Le Diberder, Daniel Guerreau, Marcel Lieuvin
Invité : M. Dupont-Roc (directeur scientifique adjoint du département SPM)

Étaient invités comme rapporteurs :
G. Bignami, P. Binetruy, C. Cara, M. Davier, C. De la Taille, J. Martino.

Secrétaire scientifique :
Sylvie Rosier-Lees, Jim Rich

 

Ordre du jour

 

 

Relevé de conclusions

 

1. Introduction

Le texte des conclusions de la journée du 10 juin, organisée par les Conseils Scientifique de l’Institut et du Département et la section 03 du CN, concernant les réformes actuelles est prêt. Il tient compte des débats de la matinée ainsi que des discussions qui ont eu lieu lors de la session fermée de l'après-midi. Il a été envoyé au CIP, aux directions du CNRS, de l’IN2P3 et des laboratoires et au FORUM du site Internet de la SFP.

 

2. Approbation du compte rendu du CS de la session de mars 2004

Le relevé de conclusions du Conseil Scientifique de mars 2004 est approuvé avec les quelques modifications suivantes :
Dans le dernier paragraphe concernant les recommandations du CS a propos de CMS La phrase "Cela n’est pas imputable aux groupes français mais plutôt aux carences du management central de l’expérience" est remplacée par : "Cela n’est pas imputable aux groupes français mais relève des responsabilités endossées par le management central de l’expérience".

Dans le même paragraphe, remplacer "Micro gap gaz chamber - Microstrip silicium" par "Micro gap gaz chamber - Microstrip silicium et ADVP - hybrides du tracker".

 

3. Examen (suivi) : ALICE

Extrait des recommandations du conseil du 8 décembre.

"L’état actuel de la construction demande que l’on se mobilise pour que la France remplisse ses engagements dans les délais. Compte-tenu des ressources insuffisantes en personnel, des retards importants accumulés dans la réalisation de l’ITS, de l’état d’avancement des tests complets des chambres de tracking et de la précision insuffisante des plannings proposés le Conseil souligne la nécessité d’un effort de rigueur dans l'organisation et le suivi de ce projet. Le conseil encourage l’IN2P3 à prendre des mesures énergiques destinées à évaluer les points critiques afin d’identifier clairement les besoins au moyen d’une coordination technique renforcée lors de revues ciblées et régulièrement planifiées.

Le Conseil souligne l'urgence d’une telle analyse afin de quantifier le renforcement des équipes opérant sur ALICE, tant pour la période de construction et de mise en marche des détecteurs que pour la préparation à temps des outils nécessaires la physique. Pour l’immédiat un support financier adéquat doit être attribué pour ne pas handicaper davantage la réalisation de l’ITS. Le conseil se propose d’examiner l’impact de ces mesures dés la session prévue au mois de juin 2004."

Ce suivi concerne deux sous détecteurs, l’ITS et le bras di-muon.

Pour information, la direction mentionne qu’elle a mis en place une lettre de mission sur l’évaluation technique du suivi d'Alice di-muon. Ce travail est en cours et mené par J. Pouthas qui pense fournir un rapport d’ici le mois de septembre.

Le document reçu par le CS concernant le suivi bras di-muon est jugé sommaire et totalement insuffisant par le CS. Il ne contient aucune information nouvelle concernant les questions soulevées par l’examen du CS (Coordination technique renforcée, revue de projet ciblé, tests et réalisations liées à l’électronique, etc…).

Le CS demande que le travail d’évaluation technique en cours aboutisse rapidement et que des mesures appropriées (tant dans l’organisation qu’au niveau des responsabilités) soient mises en œuvre.

Un exposé détaillé par J.R Lutz est fait sur l’état d’avancement de l’ITS dans les laboratoires de l’IReS et SUBATECH. J.R Lutz rappelle que le planning est très tendu et qu’un renforcement du personnel est nécessaire pour remplir les engagements. Le bounding et l’assemblage des hybrides se font à l’IReS, le montage sur échelle à SUBATECH. Les bancs de tests existent et fonctionnent, à l’origine ils ont été mis en place pour STAR. La qualité des premiers prototypes est bonne, un souci demeure : il concerne le rythme d’approvisionnement en composants de la firme ukrainienne. Trente modules seront prêts d’ici septembre 2004, ils seront testés en test faisceau au CERN en octobre 2004. La "database" de production est de plus opérationnelle. Il reste 550 modules à produire d’ici septembre 2005, ce qui revient à un rythme de production de 3 modules par jour.

Si les problèmes techniques de production sont maîtrisés (20 échelles STAR sont réalisées et fonctionnent bien) le problème de rythme de production demeure et il ne peut être résolu qu’en renforçant les équipes techniques en place d’ici la fin de l’année ce qui pourrait être fait en maintenant les CDD de STAR. Le CS recommande que sur ce sujet (CDD) une décision soit prise rapidement.

 

4. Pré-examen (suivi) : JANNUS

S. Gales mentionne que le rapport préliminaire répondant aux questions et recommandations du CS du 8 décembre a été fourni par H. Flocard. Ce rapport contient des réponses déjà détaillées pour chaque point adressé. La version finale sera communiquée au prochain CS du mois de décembre.

 

5. Rapport d'étapes PLANCK (Rapporteurs : P. Binetruy et C. Cara)

Le satellite Planck sera lancé en 2007, il contient deux instruments le LFI (Low Frequency Instrument) et le HFI (High Frequency Instrument). L’ESA en est le maître d’œuvre. Le LAL, le LPSC et le PCC-APC sont engagés sur le HFI. F. Couchot, Y. Giraud-Heraud et D. Santos sont invités en début de séance fermée pour répondre à d’éventuelles questions supplémentaires.

P. Binetruy rappelle dans son rapport que les gains en sensibilité que Planck obtiendra par rapport aux mesures précédentes sur les paramètres cosmologiques sont significatifs. Une résolution angulaire meilleure d’un facteur 3 (5’) par rapport à celle obtenue par WMAP est attendue. La grande couverture en fréquence (de 10 à 1000 Ghz, répartie sur 10 bandes) permettra de mieux étudier les avant-plans et représente aussi un grand gain par rapport aux expériences précédentes. Planck permettra de mesurer les deux polarisations du CMB, celle du mode E avec grande précision et celle du mode B avec une précision moindre. Les mesures de polarisation de mode B pourront permettre de donner une limite absolue sur la masse du neutrino (masse νμ passe de 0.23 eV à 0.05 eV), d’être sensible aux effets de lentille sur les structures, à l’équation d’état (mesure de WQ) et d’atteindre une limite supérieure de sensibilité pour la détection d’ondes gravitationnelles primordiales (si l’échelle d’inflation n’est pas trop faible i.e. ~ > 2.5 1016 GeV).

C. Cara expose dans son rapport les différentes responsabilités techniques des laboratoires sont :

  • Le calculateur (DPU) qui pilote l’instrument avec son logiciel de bord,
  • L’électronique de pilotage et contrôle cryo-générateur à sorption (SCE-20 K),
  • L’électronique de contrôle du cryo-générateur à dilution (DCE-100 mK),
  • L’étalonnage du détecteur.

Un bilan détaillé pour le DPU, SCE et DCE est fait. Il est rappelé que pour tout projet spatial des phases de prototypages sont nécessaires avant la réalisation du modèle final de vol (FM) à savoir : Engineering Model (EM) et le Qualified Model (QM). Les procédures de qualification ont nécessité le développement de nombreux modèles intermédiaires et de nombreux bancs tests. Des analyses de risque AMDEC ont été mises en place pour chaque partie, et une analyse "pire-cas" a été appliquée pour le SCE qui est un élément critique et vital pour l’expérience car commun aux parties HFI et LFI. Le DPU est en fin de stade QM, le modèle de vol et celui de secours sont en cours de fabrication et seront livrés début 2005. Les tests de qualification du DCE ont débuté en mai 2004, le premier modèle de vol sera testé et livré fin 2004. Le modèle de qualification du SCE sera disponible lors du second semestre 2004.

L’intérêt scientifique de PLANCK est majeur tant en cosmologie qu’en astrophysique. Le CS souhaite que les physiciens proposent une stratégie pour maximiser l’exploitation scientifique de l’instrument, qui nécessite de bien connaître le détecteur mais aussi d’étudier les avant-plans.

La formation le plus rapidement possible d’une "science team" incluant des théoriciens (les collègues américains ou anglais semblent déjà bien organisés) est recommandée pour faire face aux problèmes de physique fondamentale et d’astrophysique.

Le CS et la Direction pensent qu’il est urgent de produire un document (type "MOU") expliquant la politique du Calcul de l’expérience et l’analyse des données de façon à estimer les besoins et proposer pour ces sujets une coordination avec les autres partenaires de l’ESA/CNES et INSU. Les résultats d’Archeops ont été bien exploités et le CS note que les équipes pour l’après-Planck sont bien placées tant en R&D qu’en projets spatiaux EPIC.

Les responsabilités techniques des laboratoires impliqués sont très lourdes et le calendrier serré. La méthodologie a été appréciée. Le CS recommande qu’une documentation de tous les tests et des fiches de traçabilité pour les différentes phases de projet soient faites, il faudrait pour cela disposer d’un correspondant qualité dans chaque laboratoire. Le CS recommande de résister aux pressions du planning pour pouvoir réaliser tous les tests avant de lancer la production des modèles de vol (commencer la production du DPU avant la fin des tests de qualification présente un risque). Enfin le partage des responsabilités aux nombreux et inévitables interfaces avec les autres parties de l’instrument doit être clarifié, l’écriture d’un "MOU" est recommandée.

Un équilibre reste à trouver entre d’une part assumer les responsabilités prises pour Planck, en assurer le retour scientifique et d’autre part préparer les perspectives de l’après Planck.

 

6. Projet HESS-II (Rapporteurs : G. Bignami et C. De La Taille)

HESS-II est un projet de très grand télescope Cherenkov pour l‘astronomie gamma de très haute énergie, implanté au milieu des quatre télescopes actuels de HESS-I en Namibie. M. Punch a présenté en séance ouverte le projet HESS-I ainsi que les résultats obtenus par HESS-I. Les laboratoires du LPNHE, LLR, PCC et GAM participent à HESS-I. M. Punch est invité en début de séance fermée pour d’éventuels compléments d’information.

G. Bignami souligne dans son rapport que l’objectif principal du projet HESS-II est d’augmenter la sensibilité de l’ensemble (HESS-I et HESS-II) d’un facteur deux et de baisser le seuil de détection (à ~ 30-50 GeV). HESS-II permettra la détection de gamma de 30 à 100 TeV rendant possible le recouvrement avec les mesures à plus basse énergie obtenues avec des expériences spatiales, en particulier GLAST dont le lancement est prévu en 2007. En diminuant le seuil de détection, le champ d’études des sources galactiques (pulsars, centre de la galaxie, reste de SN), des objets extragalactiques (AGNs, sursauts Gammas) ou autres sources (non identifiées ou émission de g par annihilations de WIMP dans les halos galactiques ou amas globulaires) sera largement étendu. Le seuil actuel de quelques centaines de GeV pour HESS-I rend inaccessible l’étude des pulsars pour lesquels les modèles les plus courants ne prédisent pas de flux au-dessus de 80 GeV.

Le rapporteur note que les comparaisons de ce projet avec des résultats récents de ce domaine (Solar1, Celeste) n’ont pas été présentées ; Il insiste sur la nécessité d’un calendrier de conduite de projet plus détaillé. Enfin il manque une proposition de répartition du financement entre les diverses agences impliquées dans le projet.

Une analyse des objectifs techniques et de l’organisation proposée est faite par C. De La Taille.

L’évolution de HESS-I vers HESS-II nécessite :

  • D’augmenter la surface du miroir (∅ ~ 28 m, ∅ ~ 35 m ),
  • De doubler le nombre des pixels des caméras,
  • D’augmenter la réjection du bruit de fond avec un système de déclenchement plus développé.

Ce qui implique pour les laboratoires de l’IN2P3 engagés dans ce projet :

  • Une nouvelle caméra (structure mécanique, thermalisation et amélioration des cônes de Winston),
  • Une nouvelle carte front-end des caméras avec une nouvelle mémoire analogique (ASIC plus rapide, plus profonde et extension de la gamme dynamique avec une nouvelle technologie à .35 µm),
  • Un upgrade de la carte d’acquisition tenant compte de toutes les améliorations et nouveau détecteur,
  • Un deuxième niveau de déclenchement,
  • Une amélioration des photomultiplicateurs (collaboration avec Photonis) avec la mise en place d’un banc test

Soit 8 développements techniques pour un montant estimé de 2 Meuros.

La période proposée pour le R&D est 2004 pour commencer les tests et production en 2005. Les deux points les plus critiques sont L’ASIC et le niveau 2 de déclenchement.

Le prototype de l’ASIC doit commencer au plus vite (tout en sachant qu’il est pris en charge par un groupe de spécialistes (SACLAY) et qu’une solution back up existe).

Le niveau 2 de déclenchement est un élément complètement nouveau et essentiel à HESS-II, le cahier des charges doit être précisé par des études de simulation de physique et son développement futur nécessite une contribution importante des équipes (en place ou nouvelle).

La qualité des résultats obtenus par HESS-I et exploités rapidement par les équipes de l’IN2P3 fait l’unanimité dans l’assemblée et le CS salue cette réussite. Les équipes en place ont montré leurs expertises qui préjugent de leur capacité à faire HESS-II. Le CS recommande la recherche d’un équilibre entre la participation des équipes en place aux analyses de HESS-I, les responsabilités techniques sur HESS-I et les développements R&D pour HESS-II. Avant de se prononcer, le CS encourage l’écriture d’un document technique détaillé et souhaite que la coordination technique globale soit définie ainsi que les partages des responsabilités dans la collaboration. Le CS juge la période de R&D limitée à 2004 insuffisante et propose de l’étendre en 2005. Le CS encourage la formation d’une "science team" avec l’implication dans la construction de nouvelles équipes de l’IN2P3 ou/et des laboratoires "astrophysique" potentiellement intéressés.

 

7. Violation de la Parité dans les Atomes (VPA) (Rapporteur : M. Davier et invité : J. Dupont-Roc, directeur scientifique adjoint du SPM)

M.A Bouchiat lors de la séance ouverte a présenté l’état des mesures de l’expérience installée au LKB. Une demande de crédit pour prendre des données pendant de 2 ans et atteindre la précision de 1 % est formulée ainsi qu’un rattachement à un laboratoire de l’IN2P3 pour le plus long terme, le projet n’étant plus soutenu par le LKB depuis plus d’un an.
M. Davier présente aux membres du Conseil son évaluation du contexte scientifique et technique et ses recommandations.

La VPA est un domaine de recherche qui a été lancé en France par C. Bouchiat et A.M. Bouchiat en 1974. En 1982, la violation de la parité est mise en évidence sur le Césium, avec une précision de 6s. Une seconde mesure a été faite sur une composante hyperfine différente et la même précision en 1983. En combinant les deux résultats la précision atteint 12 %.

En 1985 une deuxième génération d’expérience est alors proposée au LKB visant une précision de 1 % pour 1985. La pièce maîtresse de cette nouvelle expérience est un laser pulsé dont l’acquisition n’a pu se faire qu’en 1991. Il s’avère que cette expérience de physique atomique est très délicate et nécessite de nombreux R&D, cette précision n’a toujours pas été atteinte. En 2002 une mesure intermédiaire atteint une précision de 9 %. Néanmoins, le rapporteur souligne que de nombreux obstacles importants ont été franchis très récemment (concernant les cellules de Césium ou le contrôle des effets systématiques). Ainsi cette année, des progrès significatifs ont été obtenus avec l’augmentation du rapport signal sur bruit d’un facteur 3.3 et au début de ce mois la précision atteinte était de 3.4 %. Dans ces conditions, la prise de données pendant deux ans permettrait d’atteindre la précision de 1 %. Mesure indépendante qui pourrait être comparée à la mesure de Boulder et al, donnée à 0.5 % et qui a nécessité 20 runs de contrôles de systématique pour un run de mesure.

Le potentiel en physique des particules est élevé et dans certains modèles, unique. La mesure de VPA est sensible aux couplages électrofaibles des (e, u, d). Bien que d’échelle d’énergie différente (1 MeV) la sensibilité aux couplages peut être comparée à celles obtenues aux LEP-SLD-FNAL et futures HERA ou LHC et s’avère être complémentaire. Des comparaisons ont été faites dans le cadre de modèles précis (MS ou MSSM) sur la masse du Higgs (LEP et VPA comparables si précision de 0.1 % est atteinte). Pour l’observation de toute déviation au Modèle Standard, la VPA permet de faire une mesure complémentaire des couplages électrofaibles indépendamment de tout modèle. Une illustration de complémentarité avec la physique sur collisionneur est aussi donnée dans le cadre des modèles de dimensions supplémentaires, si la précision atteinte est de 0.1 %.

M. J. Dupont-Roc explique aux membres du CS les considérations scientifiques et techniques qui ont amené la direction du laboratoire LKB et du Département SPM a arrêter ce programme de recherche.

Après de nombreuses années de R&D, le contrôle des erreurs systématiques (en particulier celles liées à l’emploi de cellules à gaz) n’a pas pu que atteindre que très récemment le niveau nécessaire pour obtenir une incertitude de quelque %. L’expérience de référence de Boulder est donnée avec une précision de 0.5 %.

Même une mesure à 1 % n’apparaît plus un objectif important car dans le même temps la précision nécessaire pour obtenir un résultat compétitif avec les expériences de haute énergie atteint maintenant 0.1 %. Un tel objectif n’est pas envisagé avec l’expérience actuelle. Enfin ce thème ne pouvait continuer à être soutenu en comparaison de l’émergence de nouvelles lignes de recherches jugées comme prioritaires et beaucoup plus prometteuses par le laboratoire. Après de très nombreuses études et évaluations, la direction du LKB a décidé fin 2002 d’arrêter ce programme en mars 2003. M. J. Dupont-Roc souligne que de son point de vue, seul l’hébergement de cette expérience dans un laboratoire de l’IN2P3 peut être envisagé pour poursuivre cette recherche.

La discussion sur ce sujet a conduit le CS à émettre les conclusions suivantes :

Le CS salue le travail effectué par l'équipe du LKB et ses résultats récents qu'il espère voir publiés prochainement.

Le travail de prospective pour atteindre une précision de 0.1 % a montré clairement la complémentarité et la compétitivité avec le potentiel offert par les accélérateurs de haute énergie. Cependant malgré plusieurs tentatives pour implanter une telle expérience dans un laboratoire de l’IN2P3, le CS, constatant qu’une telle démarche n’a pas abouti, ne peut répondre positivement à la demande de M.A. Bouchiat d’hébergement de l’expérience VPA dans un laboratoire de l’IN2P3.

 

8. Moment dipolaire du neutron (Rapporteur : J. Martino)

O. Naviliat-Cuncic en session ouverte rappelle les motivations physiques d’une amélioration de la limite actuelle du moment dipolaire du neutron et présente le programme de R&D lors de la session ouverte. Les équipes du LPSC de Grenoble et le LPC de Caen participent actuellement à la R&D et à la préparation du projet au PSI.

Le projet nem a été déjà présenté au CS du mois de décembre 2002 et avait été favorablement accueilli. Un gain en sensibilité d’un facteur 10 à 100 est visé soit une précision de 10-28 ecm sur la mesure de dn à l’horizon 2010-2012.

J. Martino fait un bilan des améliorations possibles pour augmenter la sensibilité (plus grande densité de neutrons de la source, augmentation du champ E, polarisation, etc.). Une comparaison est faite entre le potentiel de l’expérience Sussex à l’ILL et le projet au PSI avec la source SUNS qui devrait être 1000 fois plus dense que celle de l’ILL. Les différentes phases du projet sont montrées. Il fait part aussi de l’élément nouveau par rapport à la lettre d’intention d’il y a deux ans : La scission de la collaboration avec le départ du groupe de Gatchina, une nouvelle collaboration étant en train de se mettre en place. Les groupes de l’IN2P3 espèrent travailler sur le spectromètre de Sussex à l’ILL et en améliorer les performances pour l’adapter sur le PSI. La rédaction d’un MoU avec le groupe de Sussex est en train de se faire.

Le CS encourage les groupes impliqués de poursuivre ce développement car optimiser un appareillage existant est une bonne approche. Il recommande aussi de collaborer avec une équipe de l’ILL dont la non-participation est notée. Le CS encourage la formation définitive de cette nouvelle collaboration nEDMS et souhaite discuter le projet finalisé dès que la collaboration en place sera prête.

 

9. Prochain Conseil

Une réunion du Conseil, avec les nouveaux membres (renouvellement de la section 03), sera organisée le 6-7 décembre 2004, avec pour ordre du jour : ATLAS, AGATA et Double Chooz, si le nouveau "proposal" est disponible.

Barre d'outils Accueil Imprimer Plan du site Crédits Se rendre à l'institut Boîte à outils