Constituants élémentaires et symétries fondamentales
Constituants élémentaires et symétries fondamentales

La conception de ces aimants toroïdaux et de la structure mécanique de l'Atlas n'est qu'une contribution de l'Irfu à ce détecteur montés au Cern.

Les recherches sur les constituants élémentaires de l’Univers sont un axe fort des activités de l’Irfu.

Les groupes sont acteurs des projets Atlas et CMS auprès du LHC et sont investis dans la conception des projets de futurs collisionneurs.

Dans le bestiaire des particules élémentaires, le neutrino est une énigme en soi et de nombreux projets sont à l’œuvre auprès de réacteurs, de sources et d'accélérateurs, pour découvrir ses mystères et percer ceux de la nouvelle physique au-delà du modèle standard.

La 3ème voie est celle de la basse énergie avec des mesures précises de la désintégration β et une mesure de la réponse de l’antimatière à la gravitation.

 
#16 - Màj : 08/06/2018
 

De puissants tests d'interactions fondamentales peuvent être effectués dans le domaine de la basse énergie, généralement sous la forme de mesures de haute précision.

À l'Irfu, ce thème correspond à deux activités:

- d'une part, les mesures de haute précision de la désintégration nucléaire β au GANIL,

- d'autre part à mesurer le mouvement des atomes d'antihydrogène dans le champ gravitationnel terrestre, c'est-à-dire une expérience de chute libre pour l'antimatière.

 

La physique des neutrinos est étudiée en utilisant différentes sources comme les réacteurs, les accélérateurs ainsi que les sources radioactives.

Les objectifs de ces expériences sont :

- de mesurer tous les paramètres des oscillations des neutrinos en faisant varier leurs énergies et la distance d’oscillation et de mesurer leur masse. Ces mesures pourraient être liées à des phénomènes au-delà du modèle standard de la physique des particules : par exemple des nouvelles interactions, ou l'existence de nouvelles particules.

- de mesurer précisément  la différence de propagation des neutrinos et des antineutrinos pour quantifier la violation de la symétrie charge-parité (CP) par les neutrinos. Celle-ci pourrait éclairer l'origine de l'asymétrie entre matière et antimatière dans l'Univers.

- de mesurer une désintégration beta très rare, appelée double beta sans neutrino (nommée "ββ0ν"), qui prouverait que le neutrino pourrait avoir une nature différente des autres particules de la matière et être identique à sa propre anti-particule. 

 

schéma de l'experience DUNE au Etat-Unis (gauche), cryostat en construction en 2014 de l'expérience CUORE en Italie (droite)

Les groupes Atlas et CMS du DPhP ont activement contribué aux premières mesures précises des propriétés du boson de Higgs, dans le canal de désintégration en deux bosons Z pour le groupe Atlas et en deux photons pour le groupe CMS.

Les tests du modèle standard de la physique des particules avec des mesures de précision sur la masse de W par exemple, et la recherche directe de nouvelle physique sont les deux approches pour débusquer la nouvelle physique dans les données récoltées auprès des collisionneurs de particules.

Avec l’augmentation de la luminosité et de l’énergie, les recherches se focalisent aussi sur des études d’événements rares comme par exemple la recherche de la production du boson de Higgs associée à une paire de quarks top (ttH)

 

 

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