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Dossiers de presse

 

Paris, le 8 octobre 2004

Mise à jour : 22 mars 2007


La participation française aux expériences du Cern

 Le communiqué de presse

 


 

Les objectifs

L’objectif d’Alice (A large ion collider experiment) est de produire et d’étudier en laboratoire le plasma de quarks et de gluons, un état de la matière dans lequel ses constituants les plus élémentaires s’organisent librement, comme les électrons et les ions dans un plasma électronique. Cet état de la matière est considéré comme l'ancêtre de la matière nucléaire actuelle, dans la mesure où quelques microsecondes après le Big Bang, l’Univers tout entier aurait été dans cet état.

La chromo-dynamique quantique, qui est la théorie de l’interaction forte, explique le confinement des quarks au sein des protons et des neutrons dans la matière nucléaire ordinaire (prix Nobel 2004) et prédit la formation de cet état quand la matière nucléaire est portée à des températures suffisamment élevées. Les collisions d’ions lourds, accélérés par le LHC, permettront d’atteindre ces températures. Le détecteur Alice détectera et identifiera la plupart des particules produites dans chaque collision. Les caractéristiques de l’état de la matière formée telles sa température, sa taille, sa durée de vie, la nature des constituants en seront déduites. À partir de ces données, les physiciens pourront apporter des éclairages nouveaux sur les questions fondamentales telles que l’organisation ultime de la matière soumise à l’interaction forte, l’état de la matière à son origine, l’origine de la masse des particules composites actuelles ou la nature du vide.

 

Le détecteur

L’expérience Alice est actuellement en cours de montage. Elle est constituée de plusieurs systèmes de détection plongés dans un champ magnétique produit par un imposant aimant solénoïde. Un spectromètre de muons complète l’expérience. La tâche de ces détecteurs est d’identifier une à une la plupart des particules produites en grand nombre (autour de 20 000) par chaque collision.

 

détecteur Alice

 

La contribution française

Les groupes français de l’IN2P3 et du Dapnia sont largement impliqués dans la conception et la réalisation de plusieurs ensembles de détection :

– Les 2 couches externes du système de trajectographie interne (ITS) au silicium (5 m2 de détecteurs double face, 2,6 millions de signaux analogiques) entourant le point de croisement des faisceaux. ITS mesurera les premiers décimètres des traces des particules chargées avec une précision de l’ordre du dixième de millimètre.

– Le spectromètre de muons, avec ses absorbeurs, ses blindages et son dipôle magnétique, équipé de 4 plans de chambres à plaques résistives (140 m2, 21 000 signaux) pour l’identification des muons et de 10 plans de chambres à fils (100 m2, un million de signaux) pour la mesure de leur trajectoire, avec une précision de quelques millièmes de millimètre, et de 300 lignes de visées optiques (1 200 images).

– Le détecteur à scintillation V0 (32 voies de détection) avec son électronique assurant le déclenchement des prises de données.

– La participation de certains laboratoires français au projet de calorimètre électromagnétique (EMCAL) est en cours de discussion.

La France contribue également aux ressources de calcul intégrées dans une grille de calcul mondiale avec un site de type Tier-1 au Centre de calcul de Lyon et 4 sites de type Tier-2, à Nantes, à Clermont-Ferrand, Strasbourg et dans la région Ile-de-France.

Environ 40 chercheurs, enseignants chercheurs et post-doc, et autant de personnels techniques contribuent dans les laboratoires français à la construction de l’expérience Alice.

Les détecteurs ITS et V0 sont prêts à être installés en caverne. Concernant le spectromètre de muons, les grandes structures mécaniques et les absorbeurs, ainsi que l'aimant dipolaire, sont en place. Les détecteurs, ainsi que leur électronique associée, sont construits et sont déjà installés en caverne pour la plupart. Une phase de test sans faisceau des éléments finaux va commencer, en attendant les premiers faisceaux de protons du LHC, prévus pour fin 2007.

 

Les équipes françaises impliquées

  • Équipes IN2P3

– Laboratoire de physique corpusculaire (LPC Clermont – CNRS / Université de Clermont 2, Aubière)
– Institut de physique nucléaire de Lyon (IPNL – CNRS / Université de Lyon 1, Villeurbanne)
– Laboratoire de physique subatomique et des technologies associées (Subatech – CNRS /Université de Nantes / Ecole des Mines de Nantes, Nantes)
– Institut de physique nucléaire (IPNO – CNRS / Université de Paris 11, Orsay)
– Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC – CNRS/IN2P3 / Université de Strasbourg 1)
– Laboratoire de physique subatomique et de Cosmologie (LPSC – CNRS/IN2P3/ Université Joseph Fourrier / Institut National Polytechnique de Grenoble)

  • Équipes Dapnia (CEA, Saclay)

– Service de physique nucléaire (SPhN)
– Service d’électronique des détecteurs et de l’informatique (SEDI)
– Service d’ingénierie des systèmes (SIS)

  • Centre de Calcul de Lyon (CNRS/IN2P3 - CEA/Dapnia, Villeurbanne)
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