Rapport d'activité 1996-1997  

laboratoire d'annecy-le-vieux de physique des particules 
 
 
 
La préparation des expériences au LHC
 
 
 

Le LHC (Large Hadron Collider) est le futur accélérateur que le CERN construira dans le tunnel du LEP et qui entrera en fonctionnement en 2005. Il s'agit d'un collisionneur protons-protons dont l'énergie, 14 TeV dans le système du centre de masse, en fera l'accélérateur le plus puissant au monde et auprËs duquel on s'attend  récolter une grande variété de résultats.

Le nouveau domaine d'énergie ainsi ouvert doit permettre de trouver les particules "manquantes", si elles existent, du modèle standard actuel de la physique des particules. Dans ce modèle qui unifie les interactions forte, faible et électromagnétique ont été introduits le ou les bosons de Higgs pour donner une masse à toutes les particules fondamentales (les 6 quarks, les 6 leptons et les bosons W et Z), les photons et les gluons restant sans masse. Le modèle standard contient à très haute énergie des difficultés théoriques qui peuvent être résolues par l'introduction de la supersymétrie qui associe à chaque particule de spin entier (resp. demi-entier) une particule de spin demi-entier (resp. entier). Le grand domaine d'énergie couvert par le LHC devrait permettre de mettre en évidence certaines de ces particules.

Les conditions expérimentales auprès du LHC sont difficiles. La petitesse des sections efficaces des processus que l'on veut étudier exige une grande luminosité. Les paquets de protons se croiseront toutes les 25 ns. Les détecteurs devront être très rapides. A chaque croisement se produit environ une vingtaine d'interactions, appelées événements de biais minimal, inséparables des processus de physique recherchés. Ces memes détecteurs devront être aussi granulaires pour éviter d'empiler ces événements dans une m'me cellule de détection. Ils comporteront un grand nombre de voies. Ils devront être capables d'avoir un déclenchement très sélectif. Enfin ils devront être résistants aux radiations, car le taux très élevé de collision des paquets gènère de très nombreuses particules qui traversent les détecteurs causant un forte irradiation de ceux-ci. Deux détecteurs, ATLAS et CMS, seront installé sur l'accélérateur LHC. Il s'agit de deux détecteurs complets concus pour faire face à un large éventail de découvertes possibles.