Accélérateurs et l`expérience ATLAS au LHC

Frédérick Dallaire
Accélérateurs et l’expérience
ATLAS au LHC
JIPPUM
11 octobre 2016

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Plan
•Revue des accélérateurs
•types, avantages/désavantages
•expériences marquantes
•Le Grand collisionneur de hadrons (LHC)
•principales caractéristiques
•Expérience ATLAS au LHC
•identification des particules dans le détecteur

Aperçu
•Avantages des accélérateurs :
•haute fréquence de création de particules
•contrôle des paramètres de l’expérience (point de collision,
énergie, fréquence, etc.)
•Les collisionneurs ne sont pas le seul moyen pour faire de la
physique des particules à haute énergie
•énergie ultime atteinte dans les rayons cosmiques
•pas optimal pour l’étude de particules très communes dans
la nature (neutrinos, protons, électrons, neutrons, etc.)
•Nobel 2015 → Arthur McDonald, SNOLAB
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Pourquoi les hautes énergies?
•Physique des particules → étude des particules
fondamentales, de l’infiniment petit
•Accélérateur de particules → outil pour sonder la matière
•analogue au microscope
•Dualité onde-particule : d’après la Mécanique Quantique, une
particule élémentaire possède également les propriétés d’une
onde
•longueur d’onde de De Broglie : λ = h/p
•Expérience de Rutherford : p ≈ 10 keV → λ ≈ 10-10 m
•Découverte des quarks: p ≈ 10 GeV → λ ≈ 10-17 m
•LHC 2015 (14 TeV) : p ≈ 7 TeV → λ ≈ 10-20 m
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Types d’accélérateurs
•Cible fixe
•faisceau de particules envoyé sur une cible fixe
•plus facile techniquement, domine la physique des hautes
énergies avant les années ’70
•encore utilisés de nos jours
•Collisionneurs
•particules circulent en direction opposée
•détecteur situé autour du faisceau (cylindre)
•plus hautes énergies accessibles → production de
nouvelles particules massives
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