CMS

CMS est une collaboration internationale de 5 500 scientifiques et ingénieurs issus de 54 pays. L’Irfu y est impliqué depuis l’origine, notamment dans la conception du calorimètre électromagnétique (ECAL) et la mise en place de son système de monitorage laser. Le groupe du DPhP contribue aux analyses de physique, à la calibration du détecteur, au développement de méthodes innovantes et aux travaux d’upgrade en vue du HL-LHC.

Depuis le début du LHC, le groupe joue un rôle essentiel dans la calibration d’ECAL, constitué de 76 000 cristaux de tungstate de plomb. La transparence de ces cristaux varie en fonction de l’irradiation et doit être corrigée en continu grâce au système laser, dont le DPhP est responsable. Le groupe assure également la calibration relative des cristaux, l’échelle absolue d’énergie et la modélisation de la résolution. La calibration reposant sur les désintégrations Z→ee, mise en place en 2012, est cruciale pour les mesures de précision, notamment la masse du boson de Higgs dans le canal γγ. Une calibration supplémentaire développée par le groupe en 2025 et basée sur la désintégration Z→mmγ permet également de contrôler les différences entre électrons et photons grâce aux données.

En physique du Higgs, le groupe a joué un rôle majeur dans la découverte du boson de Higgs dans le canal en deux photons et dans celle de la production ttH, qui permet d’étudier le couplage Higgs-top et ses propriétés CP. Il contribue aussi à la mesure précise de la masse du boson de Higgs, aux sections efficaces différentielles, à la recherche de H→ Zγ et aux recherches de production double du Higgs (HH) dans les canaux bbγγ et bbττ. Le groupe est pionnier dans l’usage de l’intelligence artificielle pour la reconstruction des dépôts d’énergie et la simulation de bruit de fond.

L’Irfu pilote également plusieurs projets d’upgrade pour CMS au HL-LHC. Cela inclut la refonte de l’électronique d’ECAL pour atteindre une précision temporelle <30 ps à 50 GeV, grâce au circuit CATIA, ainsi que le renouvellement du monitorage laser via la puce MONACAL. Le groupe contribue aussi à la lecture du futur calorimètre HGCAL (HGCROC) et à la distribution ultra-stable de l’horloge du LHC, grâce au circuit RAFAEL, essentielle pour la mesure temporelle des particules. Le groupe est aussi responsable du système d’acquisition des données dans le nouveau détecteur de temps de précision des particules chargées (MTD) qui sera placé devant le ECAL. Enfin, le groupe a un rôle leader dans les estimations de performance des détecteurs futurs ou upgradés ECAL, HGCal et MTD, grâce à sa participation aux tests en faisceaux et à l’analyse des données associées.

En 2026, le groupe CMS compte 8 chercheurs permanents, 4 étudiants en thèse et 2 postdoctorants.

Contact : Julie Malclès