ATLAS

Atlas en cours de construction (noter la taille du personnage)

Atlas est l'un des détecteurs installés auprès du LHC, le collisionneur à protons du Cern dédié à l'étude du Boson de Higgs et à la recherche de nouvelle physique au delà du modele standard, qui est entré en fonction en 2008.

Objectifs:

Unification des constituants de la matière et de leurs interactions.

Atlas est l'un des deux détecteurs généralistes installés auprès du LHC, qui est entré en fonction au Cern en 2008. Atlas se propose d’explorer un nouveau domaine de la physique expérimentale. La mise en évidence de processus nouveaux et de nouvelles particules modifierait notre compréhension de la matière et de l’énergie, ainsi que les forces régissant notre Univers depuis son origine. Des questions primordiales se posent : Pourquoi et comment les particules fondamentales, qui n’avaient à la naissance de l’Univers ni leur structure ni leur masse actuelle ont-elles acquis des masses si différentes ? Pour répondre à cette question, des théories prédisent l’existence d’une nouvelle particule, le boson de Higgs, dont le champ pourrait avoir conféré leur masse à toutes les autres. La particule de masse d'environ 125 GeV dont la découverte a été annoncée par ATLAS et CMS en 2012 a toutes les propriétés pour etre ce boson de Higgs. Il existe cependant des théories qui prédisent l'existence de plusieurs bosons de Higgs. De nouvelles particules sont aussi attendues dans le cadre des extensions du modèle standard de la physique des particules : il s’agit des particules de la super-symétrie, qui associe à toutes les particules des partenaires, dotées de propriétés différentes mais apparentées. Cette super-symétrie impliquerait-elle des dimensions supplémentaires de l’espace-temps ou encore des trous noirs miniatures ?

Au tout début de l’Univers, la matière et l’antimatière existaient en quantité égale. Si la matière et l’antimatière étaient les images symétriques exactes l’une de l’autre, elles auraient dû s’annihiler totalement pour ne laisser que l’énergie. Pourquoi alors reste-t-il un excès de matière qui a pu former les galaxies, le système solaire et … nous-mêmes ? Le LHC reproduira les conditions dans lesquelles était l’Univers juste après le Big Bang, afin de nous aider à comprendre les causes de l’état actuel de l’Univers. Il nous donnera la possibilité d’expliquer pourquoi la matière la plus abondante dans l’Univers est la matière cachée, encore inconnue. Si elle est constituée de nouvelles particules, Atlas sera en mesure de les découvrir.

Thèmes/programmes associés

  Les constituants ultimes de la matière / La physique au LHC
Aimants et accélérateurs / Les aimants supraconducteurs
Innovation pour les systèmes de détection / Développements de détecteurs
Innovation pour les systèmes de détection / Traitement du signal et systèmes « temps réel »
 
 

Vue partielle de l'expérience Atlas mi-2007

Vue aérienne de la région du Cern: en rouge le trajet (souterrain) du LHC

Contexte

Le LHC au Cern (Genève) a réalisé à partir de 2010 des collisions proton-proton à une énergie de 7 TeV dans le centre de masse, la plus élevée du monde, puis à 8 TeV en 2012. Cette énergie sera portée à 13 TeV en 2015.
Approuvée en 1995, ATLAS est l'une des grandes expériences sur ce collisionneur.
L'IRFU contribue aussi à une seconde expérience sur le même thème: CMS.
 
 

Vue CAD d'une nouvelle petite roue du spectromètre a muons (NSW). L'IRFU construit la moitié des chambres des grands secteurs (large sectors).

 Contributions de l'Irfu

 

Calorimètre électromagnétique

(argon liquide et absorbeur en plomb)

Réalisation de 50% du calorimètre central (mécanique, cryogénie, contrôle)
Électronique du calorimètre (sommes / filtre analogique); électronique durcie (DMILL)

Upgrade phase1 (2018): Conception de la partie analogique de la nouvelle carte électronique LTDB qui détermine le processus de déclenchement au premier niveau pour le calorimètre électromagnétique.

 

Spectrometre a muons:

Système d'alignement des détecteurs de muons par visée optique (≈ 30 microns)
Mesure du champ magnétique.

Upgrade phase1 (2018): construction dans la technologie MicroMégas (initieée a Saclay) de 25% des chambres des nouvelles petites roues vers l'avant (NSW). Participation importante à l'intégration de ces nouvelles roues et au systeme d'alignment.

Toroide ATLAS:

Conception et suivi de la construction du toroide barrel

Logiciels

Description détaillée des détecteurs
Calcul de la carte de champ magnétique
Reconstruction des traces dans le spectromètre à muons
Visualisation des événements et du détecteur

Calcul scientifique

Analyses de physique

Physique du modèle standard

Etude de la production de paires de bosons de jauges
Mesure précise de la masse du quark top et du boson W
Recherche du boson de Higgs dans le canal ZZ
Recherche de nouvelles particules de haute masse

Upgrade phase 2 (horizon 2014: HL-LHC)

Participation à la conception et la construction de la partie interne (à base de capteurs silicium a pixels) du nouveau détecteur interne de traces. Recherche et développement sur des capteurs pixels dans la technologie HV/HR CMOS qui pourrait permettre la construction à moindre cout de détecteurs à haute résulution sur de grandes surfaces et suffisamment résistants au niveau de radiations attendu au HL-LHC.

 Contacts:

  
Claude GUYOT
Bruno MANSOULIE
 
 

last update : 12-19 11:58:37-2014 (1213)

• Les constituants ultimes de la matière

• Le service d'Électronique des Détecteurs et d'Informatique • Le service d'Ingénierie des Systèmes • Le service de Physique des Particules • Le Service des accélérateurs, de cryogénie et de magnétisme 

• L'antenne Cern • Laboratoire Ingénierie Logicielle pour les Applications Scientifiques 

 

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