Avec la découverte du boson de Higgs en 2012, plusieurs concepts de collisionneurs leptoniques émergent pour le futur, linéaires ou circulaires, électron-positron ou à muons. Les physiciens du DPhP travaillent au cas de physique des différentes machines du futur et à la conception de détecteurs adaptés.
Pour un futur collisionneur linéaire, les équipes de l’Irfu travaillent à la conception d’une TPC, basée sur des détecteurs Micromegas d’un nouveau type dit ERAM (Encapsulated Resistive Anode Micromegas) qui permet de limiter les distorsions. Le groupe a également conçu des modules de lecture par cartes électroniques miniaturisées. Pour ce bijou technologique, un refroidissement, entre 10 et 15 C, par CO2 diphasique a été choisi. La distribution du mélange liquide-gaz, sous 50 bars, est assurée par une plaque de refroidissement en aluminium réalisée par fabrication additive métallique.
En physique auprès d’un collisionneur circulaire e+e-, le groupe s’est concentré sur la physique des saveurs et électrofaible et a permis de déterminer des spécifications sur la calorimétrie, la trajectographie et l’identification des particules. Une étude détaillée de la violation de la symétrie CP en 2021 a conclu qu’une calorimétrie à haute résolution est nécessaire. De même une trajectographie gazeuse est préférable pour minimiser la quantité de matière et permettre l’identification des particules.
Le groupe est aussi impliqué dans le projet MuColl, financé par Horizon Europe Infra Dev, qui structurera l’activité sur les collisionneurs à muons à l’IRFU entre 2023 et 2027. Le DPhP étudie par simulation une partie de la physique accessible, en particulier la production simultanée de deux bosons de Higgs, et les concepts possibles de détecteurs.
Contacts : Roy Aleksan, Fabrice Balli, Paul Colas