Détection en physique des hautes énergies

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1 Détection en physique des

hautes énergies

Patrick Puzo

Laboratoire de l’Accélérateur Linéaire (LAL – Bat 200) puzo@lal.in2p3.fr

P. Puzo / 2007-2008 R&E - UE6 - Détection en physique des hautes énergies -

Intro 2/10

 3 cours de 3h chacun

 Aujourd’hui

 Vendredi 16/11 à 13h30 salle 101 au LAL

 Vendredi 30/11 à 9h salle DEA-MIP à l’IPN (à confirmer le 16/11)

 Examen

 23/11 : quelques questions sur ce qu’on aura vu d’ici là

 2^ème partie en janvier

 La photocopie des transparents est susceptible d’être nécessaire, ainsi qu’une calculatrice …

Intro 3/10

 Exemples insérés au fur et à mesure

 Milieu très international : beaucoup d’anglais …

Intro 4/10

Plan

I.

Quelques points de physique des hautes énergies

II.

Quelques notions sur les accélérateurs

III.

Energie perdue dans la matière

IV.

Partie active des détecteurs

V.

Identification des particules et reconstitution de traces

VI.

Calorimétrie

VII.

Electronique et système d’acquisition

VIII.

Détecteurs de physique des hautes énergie

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Intro 5/10

Sources et références (1/2)

 « Particule Detectors », CERN Summer Student Lectures (2002), C. Joram

 How does one design a huge detector for the LHC, Summer Student Lectures (2007), D. Froidevaux

 « Introduction to Electronics for High Energy Physics », CERN Summer Student Lectures (2004), C. de La Taille

 « Instrumentation for High-Energy Physics », S. Stapnes

 Grossetête,

Relativité restreinte et structure atomique de la matière

, Ellipses (1985)

 Zitoun,

Introduction à la physique des particules

, Dunod (2000)

 Rougé,

Introduction à la physique subatomique

, Ellipses (1997)

Intro 6/10

Sources et références (2/2)

 Cours de N. Willis sur l’interaction rayonnement-matière

 Ecoles de l’IN2P3 (L. Serin, F. Hubaut, B. Tamain, P.Y. Duval et P. Vincent principalement)

 Roscoff (2003) et Cargèse (2004 et 2005)

 ⇒ « http://institut.in2p3.fr/page/formation/formationf.htm » Je ne les citerai pas à chaque fois, mais beaucoup de transparents y trouvent leur inspiration

Intro 7/10

Un peu de vocabulaire … (1/4)

 On parle généralement de pour l’antiproton

 Je parlerai de pbar pour des raisons « typographiques »

 Une particule est p, n, π, α, …^! p

Intro 8/10

Un peu de vocabulaire … (2/4)

 Accélérateurs / collisionneurs

 Passé

• CERN (Genève) : PS (p), SPS (p), SppbarS (p, pbar), LEP (e⁺, e^-)

• SLAC (Stanford) : PEP (e⁺, e^-), SLC (e⁺, e^-)

• DESY (Hambourg) : HERA (e, p)

 Présent

• Fermilab (Chicago) : Tevatron (p, pbar)

• SLAC (Stanford) : PEP II (e⁺, e^-)

• KEK (Tsukuba) : KEK-B (e⁺, e^-)

• BNL (New York) : RHIC (Au, Au)

• GANIL (Caen) : SPIRAL (ions)

• GSI (Darmstadt) : SIS (ions)

 Futur proche

• CERN : LHC (p, p) en 2008

 Futur lointain

• ILC (e⁺, e^-) en ?

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Intro 9/10

Un peu de vocabulaire … (3/4)

 Les expériences sur accélérateur

 Passé

• CERN (LEP) : ALEPH, DELPHI, OPAL, L3

• DESY (HERA) : H1, ZEUS, Hermès

 Présent

• Fermilab (Tevatron) : D0, CDF

• SLAC (PEP II) : BaBar

• KEK (KEK-B) : BELLE

• CERN (SPS) : NA49

 Futur proche

• CERN (LHC) : ATLAS, CMS, LHCb, Alice

 Futur lointain

• ILC

Intro 10/10

Un peu de vocabulaire … (4/4)

 Les expériences hors accélérateur

 Passé

• Tau-p, NOMAD, CHORUS

 Présent

• Kamioka : Super-Kamiokande

• Modane : Némo

• Gran Sasso : OPERA

• Pôle Sud : Amanda

• Lac Baikal : Baïkal neutrino experiment

• Méditerranée : Antarès

• Argentine : Auger

• Espace : AMS dans Columbia en 1999

 Futur proche

• Pôle sud : IceCube

• Espace : Planck, AMS (?)