Conférence FERMUN au Accélérateur des sciences et de l’innovation au Accélérateur des sciences et de l’innovation BienvenueBienvenue.

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1 Conférence FERMUN au Accélérateur des sciences et de l’innovation au Accélérateur des sciences et de l’innovation BienvenueBienvenue

2 France et CERN / Mai 2009 l'Université de Genève 450 ans / 1 avril 2009 Les missions du CERN Repousser Repousser les frontières des connaissances Les secrets du Big Bang …à quoi ressemblait la matière dans les tout premiers instants de l’existence de l’Univers ? Développer Développer de nouvelles technologies Technologies de l’information : le Web et la Grille Médecine – diagnostic et thérapie Former Former les scientifiques et les ingénieurs de demain Rassembler Rassembler des personnes de différentes nations et cultures

3 France et CERN / Mai 2009 3 CERN: fondé en 1954; 12 états membres « Sciences pour la Paix » 2012: 20 états membres ~2300 membres titulaires ~980 autres personnels payés ~10000 utilisateurs Budget (2012) ~1000 MCHF ~2300 membres titulaires ~980 autres personnels payés ~10000 utilisateurs Budget (2012) ~1000 MCHF 20 Etats Membres: Allemagne, Autriche, Belgique, Bulgarie, Danemark, Espagne, Finlande, France, Grèce, Hongrie, Italie, Norvège, Pays Bas, Pologne, Portugal, République Tchèque, Royaume Uni, Slovaquie, Suède, Suisse. Candidat à l’ accession au statut d‘Etat Membre: Roumanie Etat Membre associé en phase préalable à l’adhésion : Israël En cours de négociation: Chypre, Serbie, Slovénie et Turquie Observateurs au Conseil: Inde, Japon, la Fédération de Russie, les Etats-Unis, la Commission Européenne et l’Unesco 20 Etats Membres: Allemagne, Autriche, Belgique, Bulgarie, Danemark, Espagne, Finlande, France, Grèce, Hongrie, Italie, Norvège, Pays Bas, Pologne, Portugal, République Tchèque, Royaume Uni, Slovaquie, Suède, Suisse. Candidat à l’ accession au statut d‘Etat Membre: Roumanie Etat Membre associé en phase préalable à l’adhésion : Israël En cours de négociation: Chypre, Serbie, Slovénie et Turquie Observateurs au Conseil: Inde, Japon, la Fédération de Russie, les Etats-Unis, la Commission Européenne et l’Unesco

4 Distribution par pays: un projet “global”

5 Atome Proton Big Bang Rayon de la Terre Rayon des galaxies de la Terre au Soleil Univers CM Etudie les lois de la physique à 10 -12 sec. après t 0 Augmente la symbiose entre la physique des particules, l’astrophysique et la cosmologie Super-Microscope LHC ALMA VLT AMS

6 Une nouvelle ère pour la science fondamentale Une nouvelle ère pour la science fondamentale Exploration de nouveaux territoires de l’énergie dans les collisions p-p and Pb-Pb LHC ring: 27 km circumference CMS ALICE LHCbATLAS

7 LHC anneau principal: é 27 km circonférence Les machines

8 LHC: les grands défis technologiques Aimants supraconducteurs à champ élevé: 8.3 T (1232 aimants dipolaires de 15 m) Le plus grand système d’aimant supraconducteurs (~10’000 aimants) La plus grande installation cryogénique 1.9 K (hélium superfluide, 150 tonnes de LHe pour refroidir 37’000 tonnes) Ultra-vide cryogénique pour les faisceaux de particules (10 -13 atm, 10 fois plus faible que sur la lune) Des forts courants électriques contrôlés avec une grande précision (jusqu’à 13 kA) Une très grande précision pour les convertisseurs de puissance (niveau du ppm) Un système de protection ultra-fiable pour les aimants et les équipements (énergies stockées: magnétique > 10 GJ, dans les faisceaux >700 MJ) Aimants supraconducteurs à champ élevé: 8.3 T (1232 aimants dipolaires de 15 m) Le plus grand système d’aimant supraconducteurs (~10’000 aimants) La plus grande installation cryogénique 1.9 K (hélium superfluide, 150 tonnes de LHe pour refroidir 37’000 tonnes) Ultra-vide cryogénique pour les faisceaux de particules (10 -13 atm, 10 fois plus faible que sur la lune) Des forts courants électriques contrôlés avec une grande précision (jusqu’à 13 kA) Une très grande précision pour les convertisseurs de puissance (niveau du ppm) Un système de protection ultra-fiable pour les aimants et les équipements (énergies stockées: magnétique > 10 GJ, dans les faisceaux >700 MJ) 8 Les spécifications de nombreux systèmes dépassaient le plus souvent l’état de l’art. Il a fallu mener de longs programmes de R&D avec de nombreux instituts et industries du monde entier.

9 10 GJoule  volant à 700 km/h Défi: gestion des énergies stockées 9 Energie magnétique stockée dans les aimants: 11.3 GJoule Energie stockée dans les faisceaux: 720 MJ [ 6 10 14 protons (1 ng of H+) à 7 TeV ] ] 700 MJ suffisant pour fondre 1 tonne de cuivre 700 MJoule qui doivent être déchargés en 88  s (27 km à la vitesse de la lumière) 700.10 6 / 88.10 6  8 TW Puissance électrique mondiale installée  3.8 TW 90 kg de TNT par faisceau

10 Les expériences: un exemple ATLAS SuAimants supra-conducteurs: Solénoide (2T – 8000A) pour le „ID“ Barrel Torroid (3-8 Tesla.metre) pour le Spectromètre Muon Système calorimétrique: Electromagnétique et hadronique Mesure les énergies Plus de 10 5 canaux Spectromètre Muon: Identifier les muons Mesure les impulsions Système de suivi de traces: Plus de 10 8 canaux Dimension minimale (50  m x 400  m) Resolution ~ 15  m Mesure les impulsions

11 LHC + Expériences: Démarrage exceptionnel en 2010 Excellentes performances de la machine, des expériences et du calcul sur la Grille (GRID) pendant les périodes d’exploitation 2010 et 2011 CMS ALICE: Pb-Pb But 2011

12 Résultats de physique du LHC Les processus du Modèle Standard ont été remesurés à 7 TeV centre de masse, tous en excellent accord avec les prédictions théoriques (ci-dessous, exemple de CMS)

13 Résultats physiques du LHC : Higgs Séminaire du 13 décembre 2011 : at 95% C.L. ~115.5 < M H < ~ 127 GeV/c 2 ATLAS: 112.7 < m H < 115.5 GeV 131 <m H < 453 GeV, except 237-251 GeV CMS: 127 <m H < 600 GeV

14 Le futur prédictible: Planning du LHC ~2022 2018 2013/14 2009 Démarrage du LHC Run 1: 7 TeV énergie dans le centre de masse, luminosité croissante jusqu’à qqs 10 33 cm -2 s -1, quelques fb -1 2030 ? ? Phase-II: « High-luminosity LHC ». Nouveaux aimants de focalisation et cavités CRAB pour une très haute luminosité avec écrêtage Amélioration des injecteurs et du LHC Phase-1 pour atteindre la luminosité ultime Arrêt LHC pour préparer la machine à l’énergie et la luminosité nominales Run 4: Collecter des données jusqu’à > 3000 fb -1 Run 3: augmentation à une luminosité 2.2 x nominale, ~100 fb -1 / an, accumule plusieurs centaines de fb -1 Run 2: augmentation à la luminosité nominale (10 34 cm -2 s -1 ), ~50 to 100 fb -1

15 CERN: Physique des particules et Innovation  Interface entre science fondamentale et développements technologiques de pointe  CERN Technologies et Innovation Détecteurs de particules Accélérateurs de particules Calculs en réseau - Grille

16 Scientifiques au CERN Academic Training Programme Jeunes Chercheurs CERN School of High Energy Physics CERN School of Computing CERN Accelerator School Etudiants Programme des étudiants d’ été CERN Teacher Schools Programmes nationaux et internationaux Latin American School Natal, Brazil, 2011 CERN Activités de formation CERN School of Physics Anjou France 6-19 June 2012

17 17 CERN Activités de formation

18 18 CERN Activités de formation

19 Merci Beaucoup!