LPNHE-Paris Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Energies UMR 7585  CNRS/IN2P3 - UPMC - UPD Total : 148 personnes + 28 stagiaires Entrants 2016 EAOM 2016

LPNHE-Paris Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Energies UMR 7585  CNRS/IN2P3 - UPMC - UPD Total : 148 personnes + 28 stagiaires Entrants 2016 EAOM 2016

Plan de la présentation Présentation générale du laboratoire Quelques faits marquants en 2014 et 2015. Objectifs 2016 Activités Scientifiques et Techniques Revue des nouvelles activités au laboratoire 3. Les thèses 4. Mot de conclusion EAOM 2016 / 3

Le LPNHE (en un transparent) Un programme scientifique de premier plan, en phase avec l’IN2P3 avec un programme expérimental en Physique des Particules, Astroparticules et Cosmologie bien ancré dans l’environnement universitaire (UPMC/UPD) Une activité de réalisation de détecteurs/instruments importante, essentielle et reconnue. Des équipes dynamiques, leader dans leur domaine: nombreuses responsabilités scientifiques et techniques dans les projets IN2P3, mais aussi prix, médailles, et responsabilités au niveau national et international. Une implication importante dans les Universités (enseignement, encadrement des thésards, nombreux stagiaires, écoles thématiques) .

LPNHE: Physique des particules, Astroparticules et Cosmologie ~100 Chercheurs, Enseignants-chercheurs, Doctorants (moitié permanents)  Chercheurs CNRS : 30 dont 12 DR et 5 DREM Enseignants-chercheurs : 28 (UPMC : 18 dont 6 PR et 1 PREM, UPD : 10 dont 2 PR et 2 PREM) Postdocs, Chercheurs sous contrat, ATERs : 9 Doctorants : 20 ~50 ITAs (dont 1 UPMC) répartis dans 5 services techniques et administratifs Informatique : 10 Electronique et Instrumentation : 17 Mécanique : 8 Administration et Communication : 9 Services généraux : 3 Total : ~150 + ~50 visiteurs et stagiaires/an EAOM 2016 / 5

LPNHE: Enseignement / Formation Enseignements : 25 enseignants-chercheurs (18 UPMC, 7 UPD) M2 Noyaux, Particules, Astroparticules et Cosmologie (UPMC, UPD, P11, INSTN) 7 enseignants + 3 responsables de spécialité M2 CIMES (Capteurs, Instrumentation et Mesures) (UPMC, ESPCI) : 4 enseignants + 1 responsable de spécialité M2 Ingénierie Nucléaire (UPMC) : 2 enseignants M2 Ingénierie Physique des Energies (UPD) : 2 enseignants M1 Physique Fondamentale (physique des particules, physique subatomique, encadrement de projets de physique nucléaire, …) de UPMC et UPD PHYTEM (UPMC, ENS Cachan) : UE Particules et Noyaux, UE Relativité, … L1-L3 : nombreuses UE + coordinations Formation par (et pour) la recherche : 50 C et E-C, 18 IR, … - Offre de stages conséquente et variée: - Dans les cursus d’enseignement techniques (BTS, DUT, Ecole d’ingénieur) - de formation par la recherche dans les cursus universitaires de Licence (L2/L3) de formation pour la recherche (futur doctorants): L3 phytem, M1 et M2 Environ 40 stagiaires par an pour des durées de 15 jours (stages L3 UPMC) à 6 mois EAOM 2016 / 6

Organigramme (9) (38) (50 permanents) (8) (17) (3) (10) Origine des masses et interactions fondamentales Asymétrie Matière-Antimatière Rayonnement Cosmique de Hautes Energies Energie Noire et Matière noire (8) (17) (3) (10)

Myself Directeur de Recherches CNRS (au LPNHE) Thèse sur la physique des neutrinos Habilitation sur la physique electron-proton (H1 a HERA) 2000-2014 au Tevatron sur l’ expérience D0 (500 Physiciens) - Calo expert / algorithms (2000-2005) - Higgs convener (2005-2009) - Physics coordinator (2009-2011) - Spokesman (2011-2014) (first evidence for Hbb in July 2012) 2015-2030 : ATLAS

Transition Directeur-Adjoint du 1er Octobre: Christophe Balland  Julien Bolmont Christophe a été directeur par interim du 1/1/2015 au 31/7 2015 Avec période de transition à partir de l’annonce des tutelles/avis du CL (1/4/2015) Auparavant, c’était Reynald Pain (2009-2014) qui avait été nommé Directeur Adjoint Scientifique (astroparticules) au 1/1/2015 et qui vient d’etre nommé Directeur de l’IN2P3 au 1/12/2015. EAOM 2016 / 9

Rapport d’Activité (2012-2014) Gros travail de tous les membres du Laboratoire pour présenter clairement les différentes activités Mention spéciale pour Christophe Balland, Delphine Hardin Laurence Lavergne Bonne Lecture ! EAOM 2016 / 10

Contexte expérimental / Installations Internationales GRANDS ACCÉLÉRATEURS  CERN/LHC : ATLAS et LHCb (SLAC et Fermilab :BaBar, D0)  TOKAI : T2K GRANDS OBSERVATOIRES Namibie : HESS   Argentine : Auger Hawaii, Chili : SN, LSST 

Conception et construction de détecteurs MÉCANIQUE bureau d'études fabrication de prototypes métrologie qualité ELECTRONIQUE analogique numérique traitement du signal INFORMATIQUE acquisition simulation analyse des données grille de calcul SERVICES GENERAUX entretien, sécurité locaux aménagement locaux 95 m2 de salles blanches 136 m2 salles serveurs 350 m2 de salles d’expériences : CTA (39 m2), HESS (72 m2), ATLAS (56 m2), SN (56 m2), ILD/CALICE (39 m2), LSST (39 m2), … 570 m2 de salles spécifiques aux services + Hall de Montage Machine à pointes EAOM 2016 / 12

Quelques grands mystères de la physique des deux infinis Le modèle standard de la physique des particules élémentaires marche incroyablement bien, mais pourquoi est-il si complexe ? Est-ce que le boson de Higgs est la seule particule scalaire fondamentale? Pourquoi vivons nous dans un monde de matière (et pas d’anti-matière) Qu’est ce que l’énergie noire? Quelle est la nature de la matière noire? Quelle est l’origine des rayons cosmiques? Toutes ces questions ont été investiguées intensément du point de vue théorique, mais la communauté s’accorde pour penser qu’il nous faut des avancées expérimentales majeures pour les comprendre Le LPNHE a (maintenant) des équipes sur toutes ces questions EAOM 2016 / 13

Physique des particules, Astroparticules et Cosmologie Physique des particules : Masses et Interactions Fondamentales Physique au LHC : ATLAS Physique au TeVatron : D0 Etudes scientifiques et R&D : LHC-upgrade (IBL) ILD/CALICE Physique des particules : Asymétrie Matière-Antimatière/Saveurs Physique du B, Violation de CP : LHCb Physique des neutrinos : T2K, NA61 R&D WA105  DUNE Phénoménologie et Modélisation en Physique des Particules Cosmologie : Matière et Energie noire Energie noire et constante cosmologique : SNLS, SNF SSP Etudes scientifiques et développements : LSST, EUCLID, Lensing Oscillations Acoustiques Baryoniques : eBOSS  DESI Recherche directe de Matiere Noire : DAMIC, Dark Side? Astroparticules : Rayonnement Cosmique de Haute Energie Astronomie γ des très hautes énergies : HESS Rayons cosmiques d’énergies extrêmes : AUGER Etudes scientifiques et R&D : CTA, AugerPrime Nobel 2013 Nobel 2015 Nobel 2011

Rayonnement Cosmique de Haute Energie HESS – HESS2 – CTA (6 permanents, 4 CDD, ~5 ITA) (CDD=thésard ou post-doc) Physique des photons de très haute énergie Contribution instrumentale majeure dans HESS et HESS-2 (Namibie) R&D pour CTA : ANR NECTAr -> projet GATE Exploitation des données.: bien exploiter la nouvelle caméra HESS Recherche de signature de matière noire et de violation de l’invariance de Lorentz Analyse des sources astrophysiques et des mécanismes d’accélération Projet ambitieux pour le futur (CTA)  NECTArCam Potentiel de physique fondamentale. AUGER – Easier (5 permanents, 3 CDD, ~1.5 ITA) Physique des rayons cosmiques de très haute énergie Grande contribution a l’expérience, technique et physique Poursuite des analyses (anisotropie, composition) Développement/utilisation d’une amélioration « radio » (EASIER) Upgrade possible et possibilité de prendre des données jusqu’en 2023? Grand impact du laboratoire sur l’expérience Avenir en partie conditionné par les décisions de l’expérience en 2015 EAOM 2016 / 15

L’expansion de l’univers EAOM 2016 / 16

Energie Noire « Groupe Supernova » (15 permanents, 4 CDD, ~9 ITA) réparti en 4 projets et DSA Etudie les supernovae (et d’autres sondes) pour comprendre l’evolution de l’Univers SCP/SNLS/SNF (12 / 4 / ~0) Reste quelques résultats importants à publier dans les mois qui viennent. Meilleure contrainte sur paramètre d’état w de l’énergie noire (précision <5%) En voie de finalisation EUCLID (1 / 0 / ~0) Dans l’espace, démarrage 2020-22. accès a l’infrarouge. Complémentarité potentielle avec LSST, mais problème avec SN, se tourner vers le lensing? LSST (8 / 0 / ~9) Projet phare et grand potentiel (> 2020). Très forte implication de l’équipe technique (électronique et mécanique) Compréhension fine de la réponse des CCD eBOSS/DESI Bonne intégration dans la collaboration eBOSS, même objectif pour le projet ambitieux DESI Objectif : Développer les techniques d’Oscillations acoustiques baryoniques LPNHE initiateur et contributeur majeur de cette ligne de recherche au CNRS EAOM 2016 / 17

Asymétrie matière-antimatière LHCb (4 permanents + 2 CDD + ~1 ITA) Etudie la violation de CP Physique B  K* mm Désintégrations de Hadrons B sans charme. Implication dans la reconstruction des jets Implication dans l’Upgrade 2019 (Tracker SciFi: simulation/ géométrie/algorithmique) Très bon potentiel de physique. Neutrinos (5 permanents + 3 CDD + 1 ITA (futur) ) Etudie la physique du neutrino (oscillations, violation de CP?) T2K au Japon (mesure de theta_13) NA61 au CERN, mesures préparatoires (responsabilités) WA105 expérience en préparation au CERN, démonstrateur gros détecteur à argon liquide Choix de l’expérience finale (DUNE) encore à faire; découvertes majeures attendues EAOM 2016 / 18

Neutrinos et Recherche directe de Matière Noire T2K DUNE Démarrage d’un pôle « matière noire » au LPNHE (DAMIC, Dark Side)

Origine des Masses, Interactions fondamentales ATLAS (18 permanents + 7 CDD + ~5 ‘ITA’) Physique du Higgs (H  gg, mais aussi H bb au Run II (ANR) ). Et au delà du MS Physique du Top, des jets. Implication dans photon-id et la reconstruction des jets Travail sur la couche de microvertex (IBL) inséré en 2014, chip « Fastrack » pour 2015-16 Forte contribution pixel, électronique et mécanique pour les upgrade de phase II GRIF-UPMC (grille de calcul, accessible a l’UPMC) . ILC (projet de collisionneur linéaire au Japon) (2 permanents + 2 ITA) implication R&D dans le calorimètre Calice, cohérente avec les autres labos de l’IN2P3. Expérience du futur, dédiée à l’étude fine du secteur de Higgs et ses extensions au delà du modèle standard, mais conditionnée par le financement Japonais R&D réutilisable dans le nouveau projet de calorimètre vers l’avant d’ATLAS HGTD  synergie entre Calice et ATLAS D0 is almost over: Legacy du Run II mesures de mW, mTop, ObservationSingle Top, « évidence » désintégrations fermioniques du Higgs, et spin en pp Une dizaine de thèses et 4 HDR _ EAOM 2016 / 20

Le boson de Higgs Au Run I  découverte du Higgs dans les canaux bosoniques Au Run II  Observation du mode dominant (Hbb) et couplage de Yukawa ttH Déviations des couplages / SM? EAOM 2016 / 21

Ressources IT affectées aux projets et activités (en ETP) Revues semestrielles Planification annuelle Passera à 2 ans d’ici à mi-2016. EAOM 2016 / 22

Conseil Scientifique et Réunion responsables élargies (RSE) But: augmenter notre impact scientifique et technique en faisant progresser les projets/activités du LPNHE-Paris Rôle central du conseil scientifique  Utilisation aussi de nouvelles revues scientifiques internes RSE Nous faisons des projets qui durent de nombreuses années Dans la phase d’élaboration du projet grande réflexion sur les objectifs, mais ceux-ci sont naturellement limités a quelques années. Nécessité d’un suivi qui se fait généralement par le conseil scientifique, qui ne se réunit cependant que relativement rarement et qui ne peut traiter qu’un nombre de sujets limités a la fois. Mise en place un système de suivi plus régulier et plus léger, augmentant aussi l’interaction entre les membres du labo cf nouvelle réunions des responsables scientifiques élargie (RSE), suivies la semaine suivante par une réunions restreinte (RSR). deux Réunions mensuelles (RSE/RSR) depuis Juin EAOM 2016 / 23

Réunion responsables scientifiques élargie (RSE) ~25 participants Axes de recherche 1) ATLAS Run2, Upgrade 2) ATLAS Physique/ Higgs-NP (bosons/fermions) / Top-QCD 3) ILC 4) Saveurs Lourdes LHCB 5) Neutrinos T2K/NA61/WA105 6) Rayons cosmiques Auger 7) HESS/CTA 8) LSST/EUCLID/Lensing 9) SSP/eBOSS/DESI 10) Activités en devenir (DM,axions,SHiP,muon….)  un binôme par axe + physiciens du LPNHE du CS + invités : chefs de service technique, responsables d’autres activités Possibilité d’agir comme pré-conseil scientifique pour des activités en devenir ou pour un suivi « léger » des activités et projets en cours EAOM 2016 / 24

Réunion responsables scientifiques élargie (RSE) et restreinte (RSR) Axes de recherche 1) ATLAS Run2, Upgrade G. Calderini / G. Marchiori 2) ATLAS Physique/ Higgs-NP (bosons/fermions) G. Marchiori /S. Laplace / Top-QCD F. Derue / D. Lacour 3) ILC D. Lacour / L. Lavergne 4) Saveurs Lourdes LHCB E.Ben-Haim / F. Polci 5) Neutrinos T2K/NA61/WA105 J. Dumarchez / B. Popov 6) Rayons cosmiques Auger A. Letessier-S. / P. Ghia 7) HESS/CTA P. Vincent /J-P Tavernet 8) LSST/EUCLID/Lensing P. Antilogus /P. Astier 9) SSP/eBOSS/DESI N. Regnault / J. Guy 10) Projets Futurs (DM,axions,SHiP,muon..) S. DeCecco / L. Lavergne A la réunion restreinte: seulement un représentant par axe (10 participants donc) ayant participé a` la réunion élargie de la semaine précédente + invités si nécessaire EAOM 2016 / 25

La liste des projets et « activités » du labo….. LSST EUCLID DICE DSA SCP SNF SNLS SSP Lensing PESSTO eBOSS DESI DAMIC SHiP DARK SIDE TREND/GRAND ? ATLAS ATLAS-Upgrade Auger Auger-prime BaBar D0 ILD/CALICE EASIER/GIGAS HESS HESS-2 CTA LHCb COMET T2K NA61 WA105 DUNE ? En cours d’évaluation EAOM 2016 / 26

Objectif  clarifier la situation d’ici mi-2016 Premières initiatives Activité en devenir Activité ou Projet approuvé au labo Projet approuvé a l’IN2P3 Exécution du projet Upgrade ? Fin de la prise de données Fin des publications Activité non soutenue EAOM 2016 / 27

Résultats des RSE/RSR eBOSS (6/2015) (énergie noire, BAO) MOU signe’ 7/2015 DAMIC (7/2015) (matière noire) SHiP (9/2015) DARK SIDE? (21/10/2015) COMET? (11/2015) GRAND? (12/2015)

1/10/2015: Premier conseil scientifique avec la nouvelle direction DICE SNF SNLS PESSTO SSP eBOSS Lensing DSA LSST EUCLID DESI EAOM 2016 / 29

Conclusions finales du CS-LPNHE du 1/10/2015 En conclusion, le conseil émet un avis très positif sur les activités du groupe Cosmologie et approuve le fort soutien fourni par le laboratoire. Il recommande une optimisation des ressources du groupe pour le développement des activités BAO et Lensing et le respect des engagements dans LSST. Le conseil encourage également le groupe à intensifier le recrutement de doctorants. Enfin, il recommande une revue des activités finissantes et un point sur les progrès des projets SSP et eBOSS lors d’une réunion des responsables scientifiques au printemps 2016. EAOM 2016 / 30

La liste des projets et activités du labo en couleur ATLAS ATLAS-Upgrade Auger Auger-prime BaBar D0 ILD/CALICE EASIER/GIGAS HESS HESS-2 CTA LHCb COMET T2K NA61 WA105 DUNE ? LSST EUCLID DICE DSA SCP SNF SNLS SSP eBOSS DESI Lensing PESSTO DAMIC SHiP DARK SIDE TREND/GRAND Projets finissants évaluation par le CS-LPNHE et par CS-IN2P3 Changer les couleurs, passer du gris au V V O R ? EAOM 2016 / 31

Calendrier du LPNHE-Paris 1er Octobre: Conseil scientifique du labo (programme de cosmologie) 2 Octobre : Réunions du vendredi avec informations sur nos projets 8-10 Octobre : Fête de la Science 15 Octobre : EAOM (entretiens annuels Objectifs Moyens avec IN2P3, DR,P6 et P7) 22 Octobre: Conseil scientifique de l’IN2P3 (programme de cosmologie) 16/10: Réunions CPS et RSE (DARK SIDE) 23/10: Réunion RSR 16 NOVEMBRE: Conseil de Labo 20/11: Réunions CPS et RSE (COMET) 27/11: Réunion RSR 11/12: Réunions CPS et RSE (TREND/GRAND) 18/12: Réunion RSR EAOM 2016 / 32

Réunions du Vendredi (complet  15 janvier) Hector Gil-Marin: results from eBOSS + Bilan fête de la science EAOM 2016 / 33

Calendrier des thèses 3 Juillet : Sylvestre Pires (ATLAS) 14 Septembre : Lorenzo Caccianiga (Auger) 23 Septembre : Samuel Coquereau (LHCB) 28 Septembre : Matthieu Kieffer (HESS) 2 Octobre : Mathieu Chrétien (HESS) 23 Novembre : Raphael Chalme-Calvet (HESS) Nous accueillons depuis le 1er Octobre six nouveaux doctorants au labo: Simon Bienstock : T2K (J. Dumarchez) Audrey Ducourthial : ATLAS (M. Bomben) Andrea Mogini : LHCb (F. Polci) Quanxiao Li : ATLAS (co-tutelle-Chine) (G. Marchiori) Cedric Perennes : HESS (J. Bolmont) Dilia Portillo : ATLAS (S. De Cecco) Stefano Manzoni : ATLAS (co-tutelle-Milan/2eme année) (G. Marchiori) EAOM 2016 / 34

Nos doctorants viennent du monde entier Répartition des 26 doctorants étrangers arrivés au labo entre 2009 et 2015 EAOM 2016 / 35

Les M2 d’origine des nos étudiants EAOM 2016 / 36

Locaux : opérations majeures en 2014 Livraison de l’Amphi de Recherche et de l’Atelier de montage EAOM 2016 / 37

Amphi Charpak Inauguration 16 octobre 2014 EAOM 2016 / 38

Utilisation pour Séminaires et Conférences Amitiés, Greg Cheers, Gregorio EAOM 2016 / 39

L’Atelier de montage Journée IN2P3 organisée par la DT « dispositifs dédiés aux détecteurs » 18 juin 2015 EAOM 2016 / 40

 Fête de la science (Octobre 2015, 50 membres du LPNHE impliqués) EAOM 2016 / 41

Atelier de montage  le futur Installation d’une salle blanche modulaire pour abriter le prototype carrousel LSST échelle 1 (décembre 2015). Utilisation réservée pendant ~3 ans EAOM 2016 / 42

Collaboration avec l’Institut du Calcul et de la Simulation (ICS) les 3 baies du calculateur SGI de l’ICS-UPMC (Silicon Graphics UV2000 (1024 cœurs, 16To de mémoire partagée) sont installées au LPNHE dans la salle hébergeant la grille de calcul GRIF-UPMC Recrutement a` venir d’un IE UPMC mutualisé avec l ’ICS EAOM 2016 / 43

Organigramme (9) (38) (50 permanents) (8) (17) (3) (10) Origine des masses et interactions fondamentales Asymétrie Matière-Antimatière Rayonnement Cosmique de Hautes Energies Energie Noire et Matière noire (8) (17) (3) (10)

Futur chef du service electronique (1er Janvier 2016) Au 1/1/2016 , Patrick Nayman sera remplacé par Olivier Ledortz (départ en retraite Mai 2016) EAOM 2016 / 45

Chercheurs CDD arrivés de 2010 à 2015 Masses et Interactions Fondamentales Nature et Origine du Rayonnement Cosmique Asymétrie Matière-Antimatière et Saveurs Matière Noire et Energie Noire Départ de 3 CDD en 2015 Départ de 3 CDD en 2016 Total (Juin xx) 10 12 10 10 10 8 4 1 EAOM 2016 / 46

Conclusions Le LPNHE est un Laboratoire qui marche bien avec des résultats remarquables. Le choix des thématiques est un point fort du laboratoire (cf biennale). Le LPNHE continue à progresser et essaye d’avoir des résultats encore plus remarquables en optimisant ses ressources techniques et scientifiques (réunions/revues scientifiques régulières, suivi de projet, regroupement des forces, ouverture/fermeture de lignes en fonction des perspectives scientifiques). Le LPNHE continue à avoir un grand potentiel de découverte, qui va s’agrandir avec l’ouverture d’un pôle matière noire, et avec l’extension de ses programmes phares au LHC, en cosmologie, en physique du neutrino, et dans l’étude des rayons gammas de très hautes énergies. Le LPNHE a besoin de renfort pour progresser dans ses objectifs ambitieux, pour garder un laboratoire florissant à long terme, et pour continuer à donner une excellente image de la recherche faite au CNRS, à l’UPMC et à l’UPD.  Merci à vous de nous rejoindre EAOM 2016 / 47