Comparatifs des mérites des deux sources

À ce stade de l’analyse, il semble intéressant de rappeler les différences entre les deux sources ainsi que leurs avantages et leurs inconvénients respectifs.

Source= :

¿

Le principal intérêt de la source = est de fournir une mesure absolue de la pollution. D’ailleurs, elle pourrait éventuellement se passer des mesures de calibrations.

¿

Le protocole de sa mise en place est bien connu et l’absence d’un second gap pour le déclenchement simplifie l’électronique d’acquisition.

¿

La source est pratiquement monoénergétique et sa durée de vie est largement suffisante.

¿

En définitive, la source = est parfaitement adaptée pour détecter une éventuelle pollu-tion sur une large plage de 0.1 jusqu’à, sans doute, 10 ppm.

Source< :

¿

¿

Elle dispose d’une meilleure sensibilité pour des pollutions < 1 ppm (fig.2.22). Cela provient du fait que les erreurs statistiques sont plus faibles à basse pollution. En revanche, les erreurs systématiques augmentent rapidement avec la pollution.

¿

Les phénomènes de recombinaison sont moindre à cause de la densité de paires électrons-ions plus faible le long de la trace par rapport à une source

rut x © r . ¿

L’existence d’un gap de déclenchement (trigger) permet de réduire le bruit électro-nique.

¿

La source possède une période radioactive assez courte ( 1 an).

2.5.6 Conclusion

La pureté de l’argon liquide du calorimètre de D× a pu être mesurée avec une précision supérieure à 0.15 ppm. On a pu voir que les différentes mesures effectuées sont compa-tibles entre elles et que les deux sources nous procurent des résultats complémentaires. D’une part, la source = fournit une mesure fiable dans une large gamme de pollution, d’autre part, la source< possède une excellente sensibilité à basse pollution.

Grâce à ces mesures, l’argon stocké depuis la fin du Run I (1996), a pu être utilisé au Run II. Les calorimètres ont ainsi été remplis en décembre 2000. Par la suite, une série de mesures effectuées juste après le remplissage a confirmé nos résultats. Un an plus tard en décembre 2001, la pollution de l’argon des trois calorimètres a été mesurée à nouveau. Celle-ci est restée largement inférieure à 0.5 ppm. Cette stabilité est remarquable si l’on considère que cet argon est utilisé depuis 1992.

Contrairement à la plupart des travaux précédents sur le sujet, une étude poussée sur les erreurs systématiques a été réalisée. Ainsi, nous connaissons ici avec une bonne pré-cision l’erreur absolue de nos mesures.

Cela n’a pu se faire que grâce à une calibration systématique à l’aide du pollueur. Celle-ci pourrait être notablement améliorée et fournirait une référence générale aux me-sures non absolues. Cela demeure impossible avec des cellules internes aux calorimètres qui permettent seulement de détecter une variation relative de la pureté dans le temps (D0, ATLAS, H1).

Compte tenu des multiples contraintes (techniques, temps limité), ce projet a été mené à bien dans les délais impartis et a permis à la collaboration de prendre la décision de remplir les calorimètres avec l’argon utilisé au Run I. Nos dernières mesures, en décembre 2001, jouèrent même un rôle inattendu. Le calorimètre délivrait alors un signal environ 1.4 fois plus petit que ce qui était attendu. Une pollution de l’argon aurait pu expliquer cette diminution du signal. Nos mesures permirent de rejeter cette hypothèse.²

2. Il s’est avéré finalement que cette perte de signal (en coups A.D.C.) provenait de l’inversion de deux

Central Cal: Alpha measurements and calibratation, december 2000 0.5 Ø 0.6 Ø 0.7 Ø 0.8 Ø 0.9 Ø 1 4 6Ù 8 Ú 10 12 14 electric field (kV/cm) Û Absorption electric field (kV/cm) Û Absorption electric field (kV/cm) Û Absorption electric field (kV/cm) Û Absorption electric field (kV/cm) Û Absorption

FIG. 2.25 – = : calibrations (pointillés) et calorimètre central (noir, trait plein). (déc.2000).

North End Cap: Beta measurements and calibration (dec. 2000) 0.1 Ø 0.2 Ø 0.3 Ø 0.4 Ø 0.5 Ø 0.6 Ø 0.7 Ø 0.8 Ø 0.9 Ø 1 0 Ø 2 Ü 4 Ý 6 Ù 8 Ú 10 12 14 16 electric field (kV/cm) Þ

Signal / Signal Max

electric field (kV/cm)

Þ

Signal / Signal Max

electric field (kV/cm)

Þ

Signal / Signal Max

electric field (kV/cm)

Þ

Signal / Signal Max

electric field (kV/cm)

Þ

Signal / Signal Max

electric field (kV/cm)

Þ

Signal / Signal Max

FIG. 2.26 –< : calibrations (grisés) et mesure du calorimètre nord (noir). (déc.2000).

Central Cal: Beta measurements and calibration (dec. 2000)

0.1 Ø 0.2 Ø 0.3 Ø 0.4 Ø 0.5 Ø 0.6 Ø 0.7 Ø 0.8 Ø 0.9 Ø 1 0 Ø 2 Ü 4 Ý 6 Ù 8 Ú 10 12 14 16 electric field (kV/cm) Þ

Signal / Signal Max

electric field (kV/cm)

Þ

Signal / Signal Max

electric field (kV/cm)

Þ

Signal / Signal Max

electric field (kV/cm)

Þ

Signal / Signal Max

electric field (kV/cm)

Þ

Signal / Signal Max

electric field (kV/cm)

Þ

Signal / Signal Max

Central Cal: Beta measurements and calibration (dec. 2001) 0.5 º 0.6 º 0.7 º 0.8 º 0.9 º 1 0 º 2 4 6½ 8 ¾ 10 12 14 16 electric field (kV/cm)

Signal / Signal Max

electric field (kV/cm)

Signal / Signal Max

electric field (kV/cm)

Signal / Signal Max

FIG. 2.28 – < : calibrations (grisés, pointillés) et mesure du calorimètre central (noir). (déc.2001).

North End Cap: Beta measurements and calibration (dec. 2001)

0.5 º 0.6 º 0.7 º 0.8 º 0.9 º 1 0 º 2 4 6½ 8 ¾ 10 12 14 16 electric field (kV/cm)

Signal / Signal Max

electric field (kV/cm)

Signal / Signal Max

electric field (kV/cm)

Signal / Signal Max

electric field (kV/cm)

Signal / Signal Max

FIG. 2.29 – < : calibrations (grisés, pointillés) et mesure du calorimètre nord (noir). (déc.2001).

South End Cap: Beta measurements and calibration (dec. 2001) ß 0.5 à 0.6 à 0.7 à 0.8 à 0.9 à 1 0 à 2 á 4 â 6 ã 8 ä 10 12 14 16 electric field (kV/cm)

Signal / Signal Max

å

electric field (kV/cm)

Signal / Signal Max

å

electric field (kV/cm)

Signal / Signal Max

å

electric field (kV/cm)

Signal / Signal Max

å

FIG. 2.30 – æ : calibrations (grisés, pointillés) et mesure du calorimètre sud (noir). (déc.2001).

Chapitre 3

Le Modèle Standard et la

Supersymétrie

Three quarks for Muster Mark ! Sure he hasn’t got much of a bark

And sure any he has it’s all beside the mark.

James Joyce, Finnegans Wake.

Dans ce chapitre, le Modèle Standard (M.S.) sera présenté brièvement. L’accent sera mis sur ses succès et sur ses insuffisances. La nécessité d’étendre le M.S. nous conduira ensuite à passer en revue les différentes possibilités théoriques qui pourraient répondre à ces problèmes. Puis nous aborderons la Supersymétrie, tout d’abord avec un modèle simple en évitant le formalisme des superchamps. Nous tenterons de décrire ensuite la construction du lagrangien du Modèle Standard Supersymétrique Minimal (MSSM). Enfin, seront évoquées des notions importantes pour toute étude phénoménologique (R-parité, équations du groupe de renormalisation, Supergravité, etc.).

3.1 Le Modèle Standard

Le Modèle Standard est le résultat de cinquante années d’efforts, de recherche et de mesures pour décrire la physique des particules élémentaires. Il s’appuie sur les solides piliers que sont la relativité restreinte, la mécanique quantique et la notion de symétrie.

Le M.S. comprend la description des 3 forces fondamentales (électromagnétique, faible et forte) à l’échelle microscopique et décrit la matière par l’intermédiaire de 3 familles de fermions. Ces fermions sont classés en quarks (sensibles aux interactions électromagnétiques, faibles et fortes), et en leptons (sensibles aux interactions électro-magnétiques et faibles). Les bosons de jauge, quant à eux, véhiculent les interactions

qu’elles soient de type électromagnétique (photon ç , de masse nulle), faible (3 bosons massifsèêé , èìë etí ) ou forte (8 gluonsî de masses nulles). Toutes ces particules sont considérées comme ponctuelles dans les limites expérimentales actuelles (ïêð2ñ ëò|óõô ).