1 Moyens et Prospectives Hervé Borel DAPNIA/SPhN.

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1 1 Moyens et Prospectives Hervé Borel DAPNIA/SPhN

2 Journées de La Colle sur Loup, octobre 2004 2 RHIC LHCLHC Alice CMS ? Upgrades CBM 2007-2008 ~ 2012 court moyen long terme PhenIxPhenIx starstar 10 ans à venir

3 Journées de La Colle sur Loup, octobre 2004 3 Mesure des saveurs lourdes dans le canal dimuons quarkonia: J/ ,  ’, ,  ’,  ’’ charme et beauté ouverts Bras dimuon 2 absorbeurs: frontal (~10 int ) filtre muon (~7.2 int ) 2 stations déclenchement (RPC) 5 stations trajectographie (CPC) 1 aimant dipolaire chaud (0.7 T) Performances couverture angulaire: 2° à 9° (2.5<y<4) densité particules: max 5.10 -2 part/cm 2 déclenchement muons > p T seuil avec décision < 700 ns résolution spatiale des CPC 100  m en vertical (plan courbure) 1 mm en horizontal (non-courbure)  M (  ) ~ 100 MeV/c 2  M (J/  ) ~ 70 MeV/c 2 Le spectromètre à muons d’Alice

4 Journées de La Colle sur Loup, octobre 2004 4 trajectographie trigger Vo GMS + développement logiciels simulations, reconstruction, analyse, coord. groupes travail Alice-dimuon: contributions françaises

5 Journées de La Colle sur Loup, octobre 2004 5 - conception - construction ( 4 quad St1 + 80 lattes, électronique CPC et RPC) 2004-2005 - assemblage des chambres (ex: lattes sur support 2005 + électronique + services) - installation en caverne 2006 - commissioning 2006-2007 démarrage LHC 2007  Moyens financiers ~ OK  Personnels techniques: quelques tâches sous-critiques  Physiciens occupés par l’appareillage  !!! sous-effectifs logiciels commissioning-online-simulation-analyse: Urgent !!! 5 labos français (LPC Clermont, IPN Lyon, INP Orsay, SUBATECH Nantes, DAPNIA Saclay) ~ 25 physiciens (~17 eq. temps plein) Responsabilités: bras dimuon, trajectographie, electronique (CPC,RPC), GMS, V 0, offline, coord. calcul GRID… Alice-dimuon ≤ 2007

6 Journées de La Colle sur Loup, octobre 2004 6 ITS (Inner Tracking System) d’ALICE 39 cm 100 cm SDD SPD 44 cm SSD SSD : 2 couches de détecteurs silicium à micropistes double-face. Résolution en position:  (r  ) = 10-20  m 1700 modules, >5 m 2, ~3Mcanaux Détecteur Le SSD : Silicon Strip Detector Trajectographie, identification des hadrons Reconstruction des vertex secondaires Physique de l’étrangeté, du charme Electronique frontale + microconnectique TAB

7 Journées de La Colle sur Loup, octobre 2004 7 - conception SSD - réalisation 2004-2005 - assemblage, installation 2005-2006 - commissioning 2006-2007  !!! sous-effectifs développement logiciels analyse !!! 2 labos français ( SUBATECH Nantes, IRES Strasbourg) ~ 3 physiciens etp Conception des puces électroniques, détecteurs Si, hybrides, modules (Strasbourg). Production d’un tiers des modules à Strasbourg Assemblage des échelles (Nantes). Développement du slow control (Strasbourg). Développement de la base de données de production (Strasbourg, Varsovie).. Responsabilité du projet partagé entre Strasbourg et Utrecht Alice-SSD ≤ 2007

8 Journées de La Colle sur Loup, octobre 2004 8 Jets, résonances lourdes 1 labo français ( IPN Lyon) ~ 1 physicien  pas de détecteur spécifique ions lourds mais potentiel de physique IL CMS optimisé pour muons et jets résolution  M (  ) ~ 50 MeV/c 2 centré à rapidité nulle (complémentarité avec Alice dimuon) Bonne statistique en J/ , , Z 0 Mesure de la beauté ouverte entre 20 et 60 GeV/c 2  activité initiée par le groupe français (IPNL) (développement logiciels simulation…)  !!! Danger de disparition  pas viable si pas renforcé (~ 4-5 personnes) !!! CMS ≤ 2007

9 Journées de La Colle sur Loup, octobre 2004 9 Physique: étrangeté - mécanismes de production - dynamique de la collision (flot…) Figure SSD 2 labos (SUBATECH Nantes, IRES Strasbourg) 1997 6 physiciens ( 3 etp) Responsabilité du détecteur 8 thèses soutenues et 5 en cours SSD complet en 2004 SSD: lien entre détecteur vertex et TPC bonne résolution spatiale et mesure du dE/dx  améliorer la trajectographie partie centrale  améliorer la reconstruction de particules à faible durée de vie comme les particules étranges La France à STAR

10 Journées de La Colle sur Loup, octobre 2004 10 5 labos ( LPC Clermont, SUBATECH Nantes, IPN Orsay, LLR Palaiseau, DAPNIA Saclay) fin 2000 12 physiciens etp Responsabilités et contributions Mesure des saveurs lourdes dans le canal dimuons quarkonia: J/ ,  ’,  charme et beauté ouverts Contribution à l’étude des hauts p T J/   e + e – identifiés par RICH et EMCal - |  | < 0.35 - p > 0.2 GeV J/   +  - identifiés dans 2 spectros avant-arrière (Nord-Sud) -1.2 < |  | < 2.4 - p > 2 GeV Centralité et vertex donnés par BBC 3<|  |<3.9 - Réalisation de l’électronique des chambres à pistes du bras nord Réparation électronique bras Sud Maintenance électronique --> fin 2006 - contribution majeure au logiciel et à l’analyse et responsabilités logiciels -1 Executive Council, 1 Detector Council La France à PHENIX

11 Journées de La Colle sur Loup, octobre 2004 11 YearIons  s NN LuminosityDetectorsJ/  2000Au-Au130 GeV1  b -1 Central (electrons)0 2001 Au-Au200 GeV24  b -1 Central 13 + 0 2002 p-p200 GeV0.15 pb -1 + 1 muon arm46 + 66 2002 d-Au200 GeV2.74 nb -1 Central 300+800+600 2003 p-p200 GeV0.35 pb -1 + 2 muon arms 100+300+120 dAu : bras nord Premières conclusions:  absorption nucléaire faible  shadowing relativement faible 1 Thèse soutenue Les quarkonia à PHENIX 3 thèses en cours

12 Journées de La Colle sur Loup, octobre 2004 12 Prises de données au RHIC 2004: Au+Au (+ p-p) √S NN =200 GeV bonne luminosité 2005: Cu+Cu (+ p-p) √S NN =200 GeV bonne luminosité 2006: Au+Au (+ p-p) √S NN =63 GeV 2007: p-p √S NN =200 GeV 2008: Au+Au (+ p-p) √S NN =200 GeV haute luminosité (  10.vs. 2004) Minimum  conserver effectifs pour analyses  SSD à venir (Au-Au 2004 en cours,  prises de données 2005 Cu+Cu……) + analyse Analyse en cours ~ 5500 J/  attendus en  +  - (sans écrantage) - 35000 J/  attendus en  +  - (sans écrantage) - début d’étude du  RHIC à court terme

13 Journées de La Colle sur Loup, octobre 2004 13 2004 2008  nombreuses expériences ~ 45  eq. temps plein  Effectifs (> 10 etp) - Arrêt FOPI, NA60, BRAHMS - Regroupement vers LHC -  prog sur RHIC: - STAR: effectifs minimum - Phenix: « noyau dur » LLR ( 5 etp) + ? Nb Phys etp Nb Phys Sans embauches Effectifs 2004-2008

14 Journées de La Colle sur Loup, octobre 2004 14 5 premières années : runs réguliers pp @ 14 TeV : commissioning, référence, phys. spéc. pp premier run PbPb basse luminosité : obs. globales, gdes x-sections 2 runs PbPb à luminosité nominale (L int = 0.5nb -1 /an) : faibles x-sections 1 run pA : fonctions de structures, référence hadronique 1 run ions légers : dépendance en densité d’énergie LHC Démarrage LHC 2007 Pour être prêt, embauches à court terme RHIC 2008: haute luminosité (événements rares…)  Phenix: prises de données ->2008 inclus + analyse : LLR + ?  STAR: IRES et SUBATECH: baisse progressive jusqu’à fin de thèses ( 2007) Prises de données au LHC 1 année LHC = 10 6 s AA + 10 7 s pp au moins maintenance effectifs moyen terme ~ 2009-2010 Moyen terme: 2007-2012

15 Journées de La Colle sur Loup, octobre 2004 15 remplacer les départs par embauches rapides  ~ 10 - 15  ( ~3/an  2008: doubler effort actuel) + attractivité pour thésards et post-doc Programme « conservatif »: - tenir nos engagements LHC ALICE - programme CMS - ~ maintien RHIC jusqu’en 2008 - suivi du projet CBM Nb de Phys Moyens souhaités à court et moyen terme maintien effectifs à moyen terme

16 Journées de La Colle sur Loup, octobre 2004 16  Upgrades détecteurs LHC: ?  Upgrade RHIC II (~ 2012):  Luminosité (  40.vs.2008) actuellement la communauté française ne pense pas y participer  Projet CBM sur FAIR (GSI): réflexions Possibilités à long terme

17 Journées de La Colle sur Loup, octobre 2004 17 Compressed Baryonic Matter - Explorer le diagramme des phases dans la région de haute densité baryonique nette - Complémentarité avec SPS, RHIC et LHC (hautes T, faibles  B ) Facility for Antiproton and Ion Research SIS 100/300SIS 18 UNILAC CBM Proton: jusqu’à 90 GeV Uranium jusqu’à 35 GeV/A  10 9 ions/s  10 7 coll/s plusieurs mois /an  Luminosité intégrée très élevée - Hadrons dans la matière baryonique superdense symétrie chirale et origine de la masse des hadrons - Transition phase QGP confinement des quarks Projet CBM au GSI

18 Journées de La Colle sur Loup, octobre 2004 18 Trajectrographe Silicium dans dipôle magnétique Capteurs monolithiques à pixels actifs (CMOS) Développée depuis 1999 à Strasbourg Programme R&D (IRES-LEPSI) Actuellement: 1 labo (IRES Strasbourg) 2 physiciens (1etp) Futur: ? Proto grande taille ~180cm 2 10 6 pixels/3.5 cm2 Total ~33Mpixels Performances -résolution spatiale~2  m - épaisseur ~120  m mais - résistance aux radiations (gagner facteur 10-100) - améliorer temps lecture (qq  s) (-> facteur 10-100) 10 10 part/s dans cône à l’avant ! CBM: dispositif expérimental

19 Journées de La Colle sur Loup, octobre 2004 19  Communauté théoriciens français: bien présents et reconnus dans le domaine effort théorique à soutenir  Réflexion de la communauté (expérimentale et théorique) pour renforcer la collaboration et les rencontres entre théoriciens et expérimentateurs possibilité de structure telle que GDR ? Expérience / Théorie