1 Revues au LAPP avec les élèves du lycée Arnaud Daniel De Ribérac (DORDOGNE) Amina Zghiche 12 septembre 2011.

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1 1 Revues au LAPP avec les élèves du lycée Arnaud Daniel De Ribérac (DORDOGNE) Amina Zghiche 12 septembre 2011

2 Au LAPP nous participons à la recherche expérimentale et l’ étude des constituants fondamentaux de la matière ( les briques les plus petites de notre univers ) et des interactions fondamentales (« les forces » ) auxquelles ils sont soumis. 2 Pas la physique atomique…. Ni la physique nucléaire… Mais la physique des particules

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4 Visite LAPP du Lycée Arnaud Daniel De Ribérac (DORDOGNE) 12 septembre 20114 trois quarks = les baryons un quark + un antiquark = les mésons BARYONS+MESONS= HADRONS, les particules sensibles à l’interaction forte

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6 6 Comment unifier la gravitation avec les autres interactions ? Comment unifier la gravitation avec les autres interactions ? Expliquer Expliquer le nombre de familles.le nombre de familles. l’absence d'anti-matière dans l’univers.l’absence d'anti-matière dans l’univers. la masse des particules et leur différence de massela masse des particules et leur différence de masse la matière noirela matière noire Pour la masse et dans le cadre du modèle standard il existe une hypothèse: le boson de Higgs.  y a-t-il une théorie « meilleure » que le Modèle Standard -de nouvelles symétries (super symétries) ? -avec de nouvelles particules expliquant la matière noire ?  l’unification pourrait déboucher sur la découverte spectaculaire d’un univers à plus que 4 dimensions, avec des dimensions supplémentaires enroulées sur elles-mêmes ?

7 La physique des astro-particules scrute les messages venus des confins de l’univers et de l’infiniment grand accélérateur s +détecteurs microscopesmicroscopes Oeil nu jumellesjumelles télescopestélescopes La physique des particules étudie le Cœur de la Matière vers l’infiniment petit La physique des particules étudie le Cœur de la Matière vers l’infiniment petit la cible de l’observation l’observation la cible de l’observation l’observation Un détecteur des particules résultant de l’expérience 7 Un accélérateur de particules cosmique ou construit sur terre Visite LAPP du Lycée Arnaud Daniel De Ribérac (DORDOGNE) 12 septembre 2011

8 8 Les Collisionneurs LEP, PEP, LHC et Faisceau de neutrinos Les Collisionneurs LEP, PEP, LHC et Faisceau de neutrinos Les détecteurs SLAC OPERA-LNGS:neutrinos BaBar-SLAC: violation CP LHCb:violation CP ATLAS: Higgs et SUSY

9 22 m de haut, 44 m de long, poids de 7000 tonnes Composé de plusieurs sous- détecteurs (LAPP: calo. E-m) Et De leur électronique associée.(LAPP:electr. Du Calo. E-m) Recherche du boson de Higgs Recherche du boson de Higgs Découverte de nouvelles particules au delà du Modèle Standard ? Découverte de nouvelles particules au delà du Modèle Standard ? Stand ATLAS 9

10 Origine : détecteur de vertex : points dans l’espace Trajectoire : trajectographe : points dans l’espace Impulsion : champ magnétique : la courbure donne P Energie : calorimètre E électromagnétique (electrons, photons) calorimètre E hadronique (proton, pions, …) calorimètre E hadronique (proton, pions, …) Vitesse,PId : dE/dx, effet Cerenkov, temps de vol muons Cible qui peut aussi être le détecteur de vertex O Cerenkov V Trajectographe Aimant Trajectographe Aimant T (Pour faciliter le dessin je n’ai pas courbé les trajectoires) Calorimètres Calorimètres EM hadronique ( GERBES) ( GERBES) Ce sont des signaux électriques, digitisés (nombres), et stockés pour analyse: nécessité de LA GRILLE de calcul pour LHC Stand Simulation et GRILLE Stand Simulation et GRILLE 10

11 Identification et mesure de l’énergie des rayons cosmiques messagers cosmiques: Particules chargées, neutres et ondes gravitationnelles messagers cosmiques: Particules chargées, neutres et ondes gravitationnelles Annihilation Etat final e -, p +,.., Fe e +, p, D ¯ ¯ γ ν Nébuleuses de pulsar Restes de Supernovae Restes de Supernovae AMS02 ( LAPP) Antares:Telescope neutrinos HESS: Telescope Gamma (LAPP) Virgo: detection des ondes gravitationnelles (LAPP) Sursaut Gamma associé Ondes gravitationnelles Sources des rayons cosmiques galactiques et extra galactiques 11

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14 Des théoriciens [LAPTH] Des théoriciens [LAPTH] [~25] Ils élaborent de nouvelles théories. Des expérimentateurs [LAPP](chercheurs et enseignants- chercheurs) Des expérimentateurs [LAPP](chercheurs et enseignants- chercheurs) [~40] Au sein de grandes collaborations internationales, ils conçoivent, construisent et interprètent les résultats des expériences Des étudiants (en thèse ou en stage) [LAPP, LAPTH] Des étudiants (en thèse ou en stage) [LAPP, LAPTH] [~20] Des ingénieurs et techniciens [LAPP] Des ingénieurs et techniciens [LAPP] [~50] En informatique, électronique et mécanique : ils réalisent les détecteurs. Des administratifs [LAPP,LAPTH] Des administratifs [LAPP,LAPTH] [~10] Pour effectuer les commandes, gérer et prévoir… Visite LAPP du Lycée Arnaud Daniel De Ribérac (DORDOGNE) 12 septembre 201114

15 Lycées Licence Prépas IUT BTS Ecoles d ’ingénieurs Master 1 Master 2 Thèses/ Doctorat Baccalauréat Agent technique Technicien Assistant ingénieur Ingénieur d ’études Chercheurs Ingénieurs de recherche 0 +2(+3) +3/5 +4/8 +8 (+3) (+2) (+3) 15

16  Infiniment petit avec le collisionneur proton- proton LHC et le détecteur ATLAS  La conception d’un détecteur à travers la simulation et l’informatique comme outil global d’acquisition, de stockage et d’analyse des données  La construction du détecteur ATLAS et de son électronique associée  Infiniment grand avec le détecteur VIRGO  Les rayons cosmiques: début de l’aventure de la physique des particules associé aux premiers détecteurs- chambre à étincelles et photomultiplicateurs  L’observatoire VIRGO: les ondes gravitationnelles et la mécanique de précision Visite LAPP du Lycée Arnaud Daniel De Ribérac (DORDOGNE) 12 septembre 201116

17 Visite LAPP du Lycée Arnaud Daniel De Ribérac (DORDOGNE) 12 septembre 201117 Groupe1 Guide : Nicole DébutFinAccueil Présentation du LAPP (Auditorium-tous) 14 :0014:30A.Zghiche Stand Astro (Patio) 14 :3514 :55L. Rolland Stand LHC (Parmelan) 15 :0015:20 J. Prast & Teddy Todorov et Tetiana Hryn'ova Stand GEANT (salle Fourmis) 15 :2515:45S. Elles &V. Poireau Stand chambre à Etincelles15:5016:10R. Gaglione & J.P. Lees Retour Auditorium 16:15 16 :30TOUS

18 = Z0Z0 e+e+ e-e- proton (m=0.938GeV/c 2, E=270GeV) + antiproton (m=0.938GeV/c 2, E=270GeV) + antiproton (m=0.938GeV/c 2, E=270GeV)  Z 0 (m=91.2GeV/c 2 ) + particules résiduelles  Z 0 (m=91.2GeV/c 2 ) + particules résiduelles proton (m=0.938GeV/c 2, E=270GeV) + antiproton (m=0.938GeV/c 2, E=270GeV) + antiproton (m=0.938GeV/c 2, E=270GeV)  Z 0 (m=91.2GeV/c 2 ) + particules résiduelles  Z 0 (m=91.2GeV/c 2 ) + particules résiduelles Suivi de Z 0  e + e - Visite LAPP du Lycée Arnaud Daniel De Ribérac (DORDOGNE) 12 septembre 201118