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CDF sur Tevatron au Fermilab, USA

L’Expérience CDF et La Physique des Collisionneurs à Hadron

Uni. Genève participe à 2 expériences sur les collisionneurs à hadron

ATLAS sur LHC au CERN

2 km8.4 km

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Qu’est-ce qu’un collisionneur à hadron?

neutron n = uddproton p = uud

Hadron (Gr hadros, fort): particule sensible à l’interaction forte

– Un hadron est composé des quarks (particules élémentaires de la matière)

– Les quarks sont liés par les gluons dans un hadron

collisionneur à hadron = collisionneur à quark et gluon

proton: le plus simple des hadrons stables

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– De quoi le monde est-il fait ?

– Qu'est-ce qui le maintient uni ? – D’où il vient et où il va ?

Qu’est-ce que l’on cherche sur un collisionneur à hadron?

La loi des particules élémentaires

On cherche à comprendre la structure la plus fine de la matière

Un collisionneur est notre sonde vers le monde des particules– Les collisionneurs à lepton(?) et à hadron sont complémentaires

à lepton (LEP) : plus précis à hadron (Tevatron, LHC): plus puissant et plus polyvalent

– On peut y étudier directement l’interaction forte, faible, électromagnétique, et au delà …

Les composants élémentaires

Les interactions entre elles

Confronter la théorie avec des observations

Donner une direction pour une nouvelle théorie !

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La Physique des Collisionneurs à Hadron

La physique des collisionneurs à hadron englobe presque tous les aspects intéressants de la physique des particules 250 publications scientifiques par CDF à ce jour (~15 ans)

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Les détecteurs sur les collisionneurs

Les détecteurs sont généralement cylindriques

Les détecteurs sont en couches– Il faut distinguer les

différentes particules émises

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A chacun son Sherlock Holmes … L'interaction de différentes particules avec les divers sous-

ensembles d'un détecteur:

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Dure dure la vie des expérimentateurs

Les expériences sur les collisionneurs à hadron sont très difficiles– Complexité: les collisions des quarks et gluons produisent

des centaines à des milliers de particules de toutes sortes Détecteurs précises

– Rapidité: les événements intéressants sont rares, donc il faut faire beaucoup de collisions, et rapidement (des MHz)

Détecteurs et électroniques rapides

– Hostilité: l’environnement est ‘sale’ Détecteurs résistants aux fortes doses de radiations

Les expériences sont donc: grandes, complexes, chères– Ce sont les véritables installations

décennie de construction et décennie d’opération – solutions: collaborations internationales

CDF: 500 physiciens venant de 12 pays – ATLAS: 1600 physiciens venant de 34 pays

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25m

46m

CDF

~ 7000tons

ATLAS

16m

11m

~ 100tons

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Dernière ligne droite avant passer le témoin …

Le Tevatron au Fermilab (près de Chicago) – l’accélérateur le plus puissant du monde actuellement (10xLEP)

ECM = 2 TeV, fréquence de croisement 2.5 MHz– 14 TeV et 25 MHz pour LHC

Importantes améliorations terminées en 2001– Contribution de Genève : Séquenceur

pour SVT de CDF (déclencheur pour des traces avec un vertex déplacé)

Merci à Annie et aux groupe électronique !

fonctionne comme une merveille

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SVT est unique au monde … Beaucoup d’analyse possible grâce au SVT

– Les désintégrations rares des mesons B0 (bd) Études sur les propriétés de l’interaction faible et la

recherche de nouvelle physique– Bonne chance à Dr. Andras Zsenei au CERN

– Les masses et largeurs des D** (cu) M(D1)=2021.70.9 MeV

M(D2)=2463.31.0 MeV mesures les plus précises

actuellement important pour tester les modèles

– Publication en préparation (Mario Campanelli)

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Analyse avec SVT (cont.)

– La différence du temps de vie des états CP du meson Bs0 (bs)

possible uniquement à CDF première mesure significative

avec 500 pb1 (été 2005)– bon courage à Mauro

– La production de b-bbar (Sofia)– La production de photon+b (Mario)

propriétés de l’interaction forte recherche de nouvelle physique

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Et encore …

– La production de 2 photons propriétés de l’interaction forte important pour la recherche du

Higgs – publication prête à envoyer– bonne chance à Dr. Yanwen

Liu à l’Uni. de Louvain

– La production des quarks b mesure inclusive avec des

gerbes jusqu’à haute énergie

première mesure à CDF– bon courage à Monica

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Conclusions

Il reste 3-4 ans à CDF et D0 pour faire des découvertes– L’expérience sur CDF nous

donne un avantage important pour démarrer les analyses sur ATLAS

L’année 2005 sera encore meilleure– Compter sur un dédoublement des données, jusqu’à 1 fb1

L’année 2004 a été très productive pour notre groupe– Beaucoup de bons résultas physiques

Notre investissement sur SVT nous rapporte gros !

Merci à Catherine pour le soutien administratif !