Fête de la science 2013Introduction aux DétecteursJF MURAZ Des géants pour traquer l’infiniment petit ATLASCMS LHCb ALICE.

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1 Fête de la science 2013Introduction aux DétecteursJF MURAZ Des géants pour traquer l’infiniment petit ATLASCMS LHCb ALICE

2 Fête de la science 2013Introduction aux DétecteursJF MURAZ Des géants pour traquer l’infiniment petit

3 Fête de la science 2013Introduction aux DétecteursJF MURAZ

4 Pourquoi un détecteur? 1. Comment identifier une particule: Masse m Charge q 3. Mesurer leurs caractéristiques: Impulsion (quantité de mouvement) TRAJECTOGRAPHES Energies E CALORIMETRES Pour obtenir le maximum d’information sur la (les) particules. 2. Comment détecter une particule: Par interaction particule - matière Ionisation Scintillation Semi-conducteur

5 Fête de la science 2013Introduction aux DétecteursJF MURAZ Le détecteur Atlas Diamètre: 25m Longueur: 46m Poids: 7000 tonnes 3000 km de cables 100 millions de canaux Trajectographes internes Calorimètres Trajectographe à Muons

6 Fête de la science 2013Introduction aux DétecteursJF MURAZ Pourquoi un détecteur? 1. Comment identifier une particule: Masse m Charge q 3. Mesurer leurs caractéristiques: Impulsion (quantité de mouvement) TRAJECTOGRAPHES Energies E CALORIMETRES Pour obtenir le maximum d’information sur la (les) particules. 2. Comment détecter une particule: Par interaction particule - matière Ionisation Scintillation Semi-conducteur

7 Fête de la science 2013Introduction aux DétecteursJF MURAZ Détecteur à scintillation Milieu: Liquide, solide (plastique, cristal) Signal Particule Comment détecter une particule ? Interaction particule - matière

8 Fête de la science 2013Introduction aux DétecteursJF MURAZ Pourquoi un détecteur? 1. Comment identifier une particule: Masse m Charge q 3. Mesurer leurs caractéristiques: Impulsion (quantité de mouvement) TRAJECTOGRAPHES Energies E CALORIMETRES Pour obtenir le maximum d’information sur la (les) particules. 2. Comment détecter une particule: Par interaction particule - matière Ionisation Scintillation Semi-conducteur

9 Fête de la science 2013Introduction aux DétecteursJF MURAZ B Électron (q -) Trajectographes -Multi couches (reconstruire la trajectoire) -Champ magnétique (Force de Lorentz courbe les particules chargées) -> Sens de rotation -> Charge (q) -> Rayon de courbure R=mv/qB B Proton (q +)

10 Fête de la science 2013Introduction aux DétecteursJF MURAZ B B B Plus lent plus rapide -Multi couches (reconstruire la trajectoire) -Champ magnétique (Force de Lorentz courbe les particules chargées) -> Sens de rotation -> Charge (q) -> Rayon de courbure R=mv/qB -> mv Trajectographes

11 Fête de la science 2013Introduction aux DétecteursJF MURAZ Pourquoi un détecteur? 1. Comment identifier une particule: Masse m Charge q 3. Mesurer leurs caractéristiques: Impulsion (quantité de mouvement) TRAJECTOGRAPHES Energies E CALORIMETRES Pour obtenir le maximum d’information sur la (les) particules. 2. Comment détecter une particule: Par interaction particule - matière Ionisation Scintillation Semi-conducteur

12 Fête de la science 2013Introduction aux DétecteursJF MURAZ Calorimètres A échantillonnage Mesurer l’Energie des particules -> Milieu dense ATLAS ALICE (Plomb, Tungstène)

13 Fête de la science 2013Introduction aux DétecteursJF MURAZ Dimensions : 26 x 16 mètres Poids : 10 000 tonnes

14 Fête de la science 2013Introduction aux DétecteursJF MURAZ 1 390 000 Tuiles scintillantes ! 347 000 Tuiles en plomb ! 4500 modules

15 Fête de la science 2013Introduction aux DétecteursJF MURAZ 18 000 réseaux de fibres

16 Fête de la science 2013Introduction aux DétecteursJF MURAZ  Calorimètre – ALICE : Synoptique du projet GRENOBLE Nantes Detroit Rome Catane Tsukuba Wuhan

17 Fête de la science 2013Introduction aux DétecteursJF MURAZ Calorimètres Calorimètres homogènes Mesurer l’Energie des particules -> Milieu dense CMS (75 000 Cristaux PbWO4 – Tungstate de plomb) -> très chers

18 Fête de la science 2013Introduction aux DétecteursJF MURAZ Le détecteur Atlas Diamètre: 25m Longueur: 46m Poids: 7000 tonnes 3000 km de cables 100 millions de canaux Trajectographes internes Calorimètres Trajectographe à Muons

19 Fête de la science 2013Introduction aux DétecteursJF MURAZ Pointillés: Particules invisibles pour le détecteur Calorimètre électromagnétique Calorimètre Hadronique Spectromètre à muons Trajectographes internes Aimant

20 Fête de la science 2013Introduction aux DétecteursJF MURAZ

21 1.Pourquoi un détecteur: Pour obtenir le maximum d’information sur les particules. Masse m Charge q 3. Avec quels outils: Trajectographes Impulsion (q, mv) Calorimètres Energies E Résumé 2. Comment: Par interaction particule – matière Ionisation Scintillation Semi-conducteur

22 Fête de la science 2013Introduction aux DétecteursJF MURAZ Back up

23 Fête de la science 2013Introduction aux DétecteursJF MURAZ

24 Calibration Utilisation des rayons cosmiques ~15% ~2.3%

25 Fête de la science 2013Introduction aux DétecteursJF MURAZ Intégration au CERN

26 Fête de la science 2013Introduction aux DétecteursJF MURAZ Intégration au CERN

27 Fête de la science 2013Introduction aux DétecteursJF MURAZ Intégration au CERN

28 Fête de la science 2013Introduction aux DétecteursJF MURAZ LHC : Large Hadron Collider

29 Fête de la science 2013Introduction aux DétecteursJF MURAZ LHC : Large Hadron Collider