La physique des particules à l ’IN2P3

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1 La physique des particules à l ’IN2P3
Les deux thèmes majeurs de la discipline: La chasse au Higgs et à la supersymétrie la violation de la symétrie CP ATLAS et CMS entrent en production 2001 année de (re)démarrage H1-D0 La réflexion sur le futur Les outils informatiques Conclusion Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

2 Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002
La chasse au Higgs Signal de Higgs à 115 GeV dans les expériences LEP ? Le potentiel de D0 Le potentiel du LHC L’expérience g-2... Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

3 Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002
La violation de CP Résultat final de NA48 sur e ’/e L ’asymétrie matière anti-matière n ’est pas une curiosité due à la structure interne des kaons! Premiers résultats de BABAR (et BELLE) Sin(2b)= basé sur 62 M Y(4s) (Moyenne mondiale ) Sin(2a)= ; C2a= Belle : C2a Premiers résultats sur modes rares très importants: rg, Kll Démarrage de LHCb (Signature du MoU) Clermont-Ferrand, LAL, Marseille, LAPP Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

4 Premiers résultats sur sin2a
Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

5 La concurrence et les projets futurs
BABAR Lumi pic **33 Lumi/jour 303 pb-1 Lumi/mois 6,66 fb-1 Total Intégré 82 fb-1 2004:Upgrade10**34 10**35 ou 10**36 ? BELLE: Lumi pic 7,25 10**33 Lumi/jour 377 pb-1 Lumi/mois 8 fb-1 Total Intégré 70 fb-1(?) Upgrade 10**35 Upgrade 10**36 Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

6 Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002
(Re)Démarrage D0-H1 Expérience D0 Renforcement significatif des équipes: LAL, LPNHE, ISN, CPPM Lyon, Strasbourg Redémarrage satisfaisant de l ’expérience mais concurrence forte de CDF et luminosité promise pas encore au rendez-vous Séjour sur place Synergie avec le LHC ! H1 Implication forte dans la mesure des faisceaux Luminomètre, polarimètre (soutenu également par ACI jeunes ministère et DESY) Maintien d ’un potentiel suffisant Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

7 Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002
ATLAS et CMS Problèmes de démarrage de la production maintenant résolus pour la plupart En 2000, problèmes critiques : ATLAS électrodes du calorimètre de l ’argon liquide Toroides Electronique pixel CMS : calorimètre (cristaux, mécanique, APD, chips) En 2001: Bientôt 50% des modules du calorimètre Lar ATLAS réalisés! Premier endcap cryostat ATLAS livré au CERN Préproduction tracker CMS (M200) Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

8 Problèmes techniques résiduels
Electronique calorimètre CMS FPPA Liens Optiques Rendement chip pixels ATLAS 0.25 microns Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

9 Les problèmes financiers Le CERN
Crise majeure au CERN depuis sept 2001 850 MCHF à trouver Machine LHC Expériences LHC (56 MCHF) Calcul LHC (120 MCHF) Plan du CERN : présentation au conseil en Juin Démarrage LHC avril 2007 (raisons techniques) 500 MCHF économies internes 170 MCHF ‘ industrial services ’ 60 MCHF calcul Arrêt SPS 2005 et -30% 2003/2004 Arrêt CERN Opéra Réduction R&D accélérateurs 2 ans financement supplémentaires Revue externe Comité Aymar: rapport en Juin Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

10 Les problèmes financiers les expériences
Nouveau calendrier Dépassement de coût fin 2001: environ 100 MCHF ATLAS et CMS Financement manquant Dépassement d ’objets programmés Oublis de certains objets Intégration et mise en route (C&I) PréMaintenance et préopération Taux de change Pour y remédier: Réexamens très sérieux Nouveaux collaborateurs Staging, descoping Fonds supplémentaires MoU M&O Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

11 Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002
Situation actuelle MoU M&O prêts à être signés Surcout ramené vers 60 MCHF/manip entre 50% et 2/3 disponibles Plan complet pour Octobre 2002 Pas trop d ’inquiétudes pour des détecteurs faisant de la bonne physique en Avril 2007! Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

12 Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002
Gros efforts de l ’IN2P3 Recrutement de chercheurs Postes ITA Vacations, CDD Budget d ’accompagnement Actions auprès du CERN Antenne technique au CERN Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

13 La réflexion sur le futur
Réflexion sur les futurs accélérateurs menée dans des cadres multiples (ECFA/DESY, ECFA, ICFA, OCDE, Verneuil, HEPAP, Snowmass,... ) Très fort consensus obtenu en 2001 dans les rapports de l ’ECFA , ACFA et HEPAP sur la prochaine priorité en physiques des particules: Un collisionneur E+e- de 500 GeV Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

14 Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002
Lors de la journée du 16 juin le consensus suivant s’est dégagé : R. Aleksan 16 juin 2001 Réaffirmation du soutient fort au projet LHC. Le LHC et les expériences du LHC doivent avoir la première priorité afin d’en assurer le succès. Cependant, de nombreuses critiques envers le management des expériences (ATLAS et CMS) ont été soulevées (manque de transparence des prises de décision, mauvaise gestion des ressources financières et humaines …) Les réponses aux questions que se pose la physique des particules nécessitera la construction de nouveaux accélérateurs. La construction de tous ces outils ne pourra se faire dans une seule région. Leur répartition devra donc être planétaire Consensus sur l’intérêt du programme de physique couvert par un collisionneur e+e- à haute luminosité pouvant explorer et étudier avec précision le domaine d’énergie jusqu’au TeV. Avec cet outil et avec le LHC, nous posséderions les moyens efficaces et complémentaires d’étudier les questions fondamentales qui se posent à la physique des particules aujourd’hui. La décision de construction d’un tel projet doit prise dès que possible. Ce projet doit faire l’objet d’une large collaboration internationale tant sur le plan financier que sur celui des ressources humaines. Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

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Un domaine de physique très intéressant et complémentaire à celui du LHC et d’un CL est l’étude du mélange des saveurs et de la violation de CP dans le secteur leptonique. Cette étude pourrait être mené grâce a une usine de neutrino (par exemple à partir d’une source de proton intense (SPL) et/ou d’un anneau de stockage de muon). Consensus pour soutenir ce thème de physique en encourageant les études de faisabilité et la R&D de tels accélérateurs ainsi que les détecteurs associes dans l’attente des futurs résultats des programmes existants. Il est vraisemblable qu'après plusieurs années de fonctionnement du LHC et d’un CL, le besoin d'accéder à des énergies plus hautes se manifestera. Afin d'être préparer à cette éventualité, une exploration des techniques permettant cette montée en énergie est nécessaire. Consensus pour recommander un programme vigoureux de R&D coordonnée au niveau mondial par de grands laboratoires sur les collisionneurs lepton-lepton et proton-proton. Consensus pour dire que le CERN représente un élément clef et doit jouer un rôle moteur dans ce domaine. Il est indispensable de garantir un budget suffisant dédié à cette R&D Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

16 Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002
Extraits choisis There is world-wide agreement that the electron-positron linear collider with a center-of-mass energy of at least 400 GeV is the next facility on the world Road Map. The ACFA study confirms that “the e+e- LC project is the next project for research in high-energy physics” and recommends that “the e+e- LC must start operation when the high-luminosity run of the LHC starts”. The ECFA study recommends “the realisation … of a world-wide collaboration to construct a high-luminosity e+e- linear collider … as the next accelerator project ” and that “an overlap time of operation of the LHC and that of the linear collider would be extremely fruitful”. The HEPAP study recommends “the highest priority of the US program be a high-energy, high-luminosity, electron-positron linear collider ” and clearly shows in their road map a considerable period of concurrent running of the LHC and the electron-positron linear collider (LC). Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

17 Les différentes options
Un programme d ’amélioration du LHC Plus d ’énergie Plus de luminosité Un collisionneur e+e- 350 GeV GeV 3 TeV Un collisionneur à muons Un super LHC de 100 TeV Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

18 La géopolitique et le calendrier (I)
LHC+ opérationnel vers 2015 TESLA (présenté le Mars 2001 à Hambourg) Examen par le Conseil Allemand de la science rapport en Nov 2002 décision du gouvernement allemand en 2003 JLC (accélérateur chaud X/C band 350 GeV) décision du gouvernement japonais en 2003/2004 pour autoriser lancement d ’un ~APS NLC (accélérateur chaud de 500 GeV) proposition au gouvernement américain en 2004 Station d ’essai CLIC 75 GeV en 2009 Groupe ICFA/Greg Loew 2002 Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

19 La géopolitique et le calendrier (II)
‘ Roadmap ’ et rapport final OCDE Juin 2002 reprise des documents ECFA, ACFA, HEPAP Problèmes organisationnels Maintenir contact au niveau des gouvernements Mise en place d ’un International Steering Committee au niveau de l ’ICFA avec trois steering committes régionaux : Japon, USA, Europe (Juillet 2002) Mise en place de l ’European steering committee au niveau de l ’ECFA: 6 membres Chairman ECFA, chairman groupes de physique, CERN, DESY, 2 représentants des labos impliqués dans la R&D Missions de ces steering groups: Scientifique, technologique, organisationnel, vulgarisation Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

20 Les efforts de R&D sur les accélérateurs linéaires
Collaboration avec DESY Responsabilité transférée de DESY au LAL sur les coupleurs définir une technique et son industrialisation Collaboration avec le CERN Canon et prébuncheurs de CTF3 Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

21 Objectifs de l’Institut
Favoriser l ’éclosion d ’un projet de collisionneur de ‘ basse énergie ’ respectueux de l ’avenir Garder ouverte une participation technique importante à la machine Prévoir une participation importante d ’un groupe de physiciens de l ’IN2P3 dans une collaboration internationale Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

22 Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002
R&D détecteur à l ’IN2P3 Nouvelle activité validée par le Conseil Scientifique en Nov 2001 Détecteurs Vertex CMOS (IReS) TPC (LAL) Calorimètre W-Si (LLR, LPC) « Outer Detector » (LPNHE) Bonne collaboration avec le DAPNIA Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

23 Les outils informatiques
Le calcul au LHC nécessitera de relever des défis formidables Grille de calcul indispensable: projet DATAGRID , LHC Computing Grid (LCG) Logiciels nécessaire pour mutualiser les ressources disponibles sur le réseau Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

24 Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002
Le projet DATAGRID Financé par la Commission de Bruxelles à hauteur de 10 Meuros depuis le 1 janvier 2001 pour 3 ans. Première revue annuelle très positive Mars Journée ouverte 7 Mars 2002 au Ministère avec la présence du ministre! 6 partenaires principaux (CERN, CNRS, INFN, PPARC, NIKHEF, ESA) partenaire associé DAPNIA 3 sciences couvertes (HEP, Observation de la Terre, Biologie) Responsabilité CNRS Plateforme test, réseaux, biologie Forte participation IN2P3: CPPM (F. Etienne), Grenoble, Nantes, Clermont-Ferrand, X, LAL Centre de Calcul de Lyon CDD, postes chercheurs interdisciplinaires, budget spécifique Démo à court terme : BABAR, VIRGO Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

25 De nouvelles solutions sont nécessaires !
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26 Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002
From Web to Grid Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

27 Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002
The HEP DataGrid Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

28 A Job Submission Example
Replica Catalogue Information Service UI JDL Input Sandbox Job Submit Event Output Sandbox Input Sandbox Resource Broker Output Sandbox Storage Element Brokerinfo Logging & Book-keeping Job Status Job Submission Service Compute Element Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

29 Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002
DATAGRID Test Bed Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

30 The LHC Computing Centre
LHC Computing Model Physics Department    Tier2 Lab a Uni a Lab c Uni n Lab m Lab b Uni b Uni y Uni x Germany Tier 1 USA FermiLab UK France Italy NL Brookhaven ………. CERN The LHC Computing Centre Desktop Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

31 The LHC Computing Grid Project
Phase 1 Goals – Prepare the LHC computing environment provide the common tools and infrastructure for the physics application software establish the technology for fabric, network and grid management buy, borrow, or build develop models for building the Phase 2 Grid validate the technology and models by building progressively more complex Grid prototypes operate a series of data challenges for the experiments maintain reasonable opportunities for the re-use of the results of the project in other fields Deploy a 50% model* production GRID including the committed LHC Regional Centres Produce a Technical Design Report for the full LHC Computing Grid to be built in Phase 2 of the project * 50% of the complexity of one of the LHC experiments Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

32 Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002
Areas of work Applications Support & Coordination Application Software Infrastructure – libraries, tools Object persistency, data management tools, data models Common Frameworks – Simulation, Analysis, .. Adaptation of Physics Applications to Grid environment Grid tools, Portals Computing System Physics Data Management Fabric Management Physics Data Storage LAN Management Wide-area Networking Security Internet Services Grid Technology Grid middleware Scheduling Data Management Monitoring Error Detection & Recovery Standard application services layer Inter-project compatibility Grid Deployment Data Challenges Grid Operations Integration of the Grid & Physics Environments Network Planning Regional Centre Coordination Security and access policy Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

33 Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002
Status du projet LCG Approuvé par le conseil du CERN Sept 2001 Besoins de personnel couverts: recrutements en cours. En France, 5 Volontaires internationaux en place au CERN, 3 ingénieurs des labos de l ’IN2P3, 2 chercheurs en informatique 40% du budget matériel disponible Utilisation banc test DATAGRID en 2002 Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

34 Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002
Préparation 6ème PCRD Projet Intégré E-science: rédaction Expression d ’Intérêt, datae limite 7 Juin Mobilisation CNRS en bonne voie! Autres actions européennes: Action intégrée R&D accélérateurs Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002

35 Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002
Conclusions Faits saillants 2001 Combinaison finale des résultats de LEP attendue avec impatience Résultats de BABAR avec un potentiel de découverte significatif (re)Démarrage H1/D0 les premiers tests avec DATAGRID Construction des expériences LHC: de la production à la préparation de la physique Stratégie pour le futur collisionneur Guy Wormser Conseil Scientifique, 6 Mai 2002