Département de Physique des Particules

LISA (Laser Interferometer Space Antenna), la mission large de l’Agence Spatiale Européenne qui explorera l’Univers en observant les nombreuses sources d’ondes gravitationnelles a été adoptée jeudi 25 janvier par le Comité des Programmes Scientifiques de l’ESA, c’est-à-dire que le concept et la technologie sont reconnus comme suffisamment avancés pour que la construction de l’instrument et des satellites puissent débuter. Le lancement est prévu pour 2035. 

Cette mission révolutionnera l’astrophysique, la cosmologie et la physique fondamentale grâce à 3 satellites orbitant autour du Soleil formant un triangle de 2,5 millions de km de côté pour détecter les ondes gravitationnelles émettant dans la bande du millihertz telles que les systèmes binaires de trous noirs supermassifs. Ces 3 satellites s’échangent des faisceaux laser pour détecter par interférométrie des variations de distance de l’ordre de la dizaine de picomètres induites par les ondes gravitationnelles. L’Irfu est fortement impliquée dans le projet LISA et contribue à la fois sur l’instrument, l’analyse de données et la science des sources. Elle est en charge du simulateur de masses de référence et de la structure stable pour le test du cœur interférométrique, de l’analyse des alertes, d’une contribution sur l’analyse globale et du co-pilotage du projet pour la France. Elle prépare également l’exploitation scientifique et en particulier les tests associés à la physique fondamentale, l’étude de l’Univers primordial et l’étude des champs magnétiques dans les systèmes binaires de naines blanches.

Le grand relevé de galaxies DESI, qui utilise le télescope Mayall de 4m au Kitt Peak Observatory (Arizona), a commencé ses observations en mai 2021 et publie aujourd'hui l’analyse cosmologique de de sa première année de prise de données. DESI est un spectrographe multifibre qui, à chaque pointé, mesure le spectre de la lumière provenant de 5000 objets astrophysiques simultanément. Les données collectées permettent de dresser une carte tridimensionnelle de l’Univers. Des méthodes statistiques sont ensuite appliquées à cette carte pour en déduire comment l’expansion de l’Univers a évolué au cours des 11 derniers milliards d’années de son histoire alors que l’Univers est âgé de 13,8 milliards d’années. Pour faire cette analyse, les scientifiques s’appuient sur le phénomène physique des oscillations acoustiques baryoniques, des ondes de pression qui se sont propagées dans le plasma primordial et qui ont laissé un motif particulier dans la distribution de la matière que nous observons. Ce motif se traduit par le fait que la distance séparant deux galaxies montre un excès de probabilité à une valeur particulière. En mesurant cette distance caractéristique pour plusieurs types de galaxies différents, la collaboration DESI a ainsi mesuré l’histoire de l’expansion de l’Univers au cours de 11 derniers milliards d’années. L’analyse fine de ces données permet de préciser notre compréhension de l’Energie sombre, dont la nature est encore inconnue et qui est responsable de l’accélération de l’expansion de l’Univers. En particulier, les résultats de DESI tendent à montrer que l'Énergie sombre pourrait ne pas être décrite par une constante cosmologique mais qu’elle aurait évolué au cours du temps.

lien vers les articles :  https://data.desi.lbl.gov/doc/papers/

Avec plus de 5 000 scientifiques, ingénieurs, techniciens, administrateurs et étudiants, CMS est l'une des plus grandes collaborations scientifiques au monde. Comptant parmi ses rangs des membres provenant de plus de 240 instituts et universités, répartis dans près de 50 pays à travers le monde, cette collaboration exploite les données fournies par l'experience CMS, l'un des deux détecteurs généralistes géants installés le long de la circonférence du LHC, le grand collisionneur de hadrons du CERN.

Gautier Hamel de Monchenault, physicien au département de physique des particules du CEA-Irfu, a été élu lundi 12 février 2024 dixième porte-parole de la collaboration CMS au CERN et exercera cette fonction prestigieuse du 1er septembre 2024 au 31 août 2026. Il sera le 10ème porte parole de la collaboration CMS et le deuxième porte-parole français à diriger l'une des quatre expériences du LHC.

Ces années intenses verront la fin de la troisième période de prise de données du LHC tel que nous le connaissons, et le début de l’installation des mises à jour du détecteur en vue des données du HL-LHC, à haute luminosité, ainsi que la mise à jour de la stratégie européenne en physique des particules.

La collaboration T2K a annoncé le 17 janvier le lancement de la seconde phase de son expérience, comme indiqué dans un communiqué de presse. Cette phase exploitera une mise à niveau du faisceau, dont la puissance nominale a été portée de 450 kW à 710 kW, avec pour objectif d’atteindre 1.2 MW d'ici 2027. Une version améliorée du détecteur proche ND280 de l’expérience est également mise en œuvre, intégrant notamment de nouvelles chambres à projection temporelle utilisant la technologie des Micromégas résistives conçues et développées par les équipes de l’Irfu. L'objectif de cette deuxième phase sera de recueillir d’ici 2027 plus du double de la statistique neutrino collectée pendant la phase précédente, ainsi que de réduire d’un facteur deux l’incertitude sur le taux de neutrinos produits. Le but est d’atteindre une significance de 3σ sur la violation de la symétrie Charge-Parité (CP), en cas de violation maximale de CP, comme le suggèrent les résultats de la première phase de T2K. La découverte d'une violation de la symétrie CP dans le secteur leptonique pourrait expliquer l'un des mystères les plus fondamentaux de la physique moderne : l'asymétrie matière-antimatière observée dans l'Univers.