Le modèle standard : les grandes questions qui subsistent … 1 Introduction : comment y répondre? Plusieurs réponses possibles Les moyens d’exploration au cœur de la matière… Qu’étudie t-on au LAPP? □ atomes fondamentales □ noyaux □ quarks et leptons □ interactions Avec quels outils? □ microscopes □ télescopes □ détecteurs de particules □ accélérateurs de particules □ rayons cosmiques Les moyens d’exploration aux confins de l’univers… Qu’étudie t-on au LAPP? Avec quels outils? Citez des expériences auxquelles participe le LAPP LHC - ATLAS 2 Plusieurs réponses possibles Le LHC : Quelles particules accélère t il ? □ bosons □ électrons □ photons Quelle est sa taille ? □ 27 km □ 300000 km □ 25 m □ 40 m □ protons Quelle énergie atteindra-t-il? □ 14 Joules □ 14 Téra électron-volts □ 14 degrés °C □ 14 Watts L’expérience ATLAS : Que recherche-t-elle? □ boson 2X □ boson de Higgs Où se trouve-t-elle ? Genève □ en Namibie □ la supersymétrie □ dans l’espace deATLAS pays y :participent ? □ 2 (France+Suisse) LeCombien détecteur De quoi est-il composé ? Quel est son poids ? □ argon liquide □ 1 tonne □ plus de 4dimensions □ à Megève □ 27 □ silicium □ 27 tonnes □ 37 □à □ 7000 □ plomb □ gaz □ 40 tonnes □ 7000 tonnes Complétez le schéma en plaçant les 3 sous-détecteurs : • détecteurs de traces • calorimètres • générateur plasma • détecteur de muons Un sous-détecteur d’ATLAS : le calorimètre électromagnétique Quelles particules détecte-t-il ? □ boson de Higgs Que mesure-t-il ? □ électrons □ énergie □ photons □ température A quelle température fonctionne -t-il ? □ 80 °C □ neutrinos □ vitesse □ 80 K □ position □ - 80 °C □ - 80 K 3 ATLAS – electronique de lecture L’électronique de lecture du calorimètre d’ATLAS 1 câble (1 voie) de lecture correspond à une position dans le calorimètre . Combien de voies sont lues par l’électronique ? □ 200000 □1 □ 27 □ 7000 Le rôle de l ’ électronique de lecture est de transformer le signal électrique en signal numérique, compréhensible par un ordinateur. De quoi est constitué un signal numérique ? □ d’énergie □ de 0 et de 1 □ de MP3 Le signal numérique est ensuite traité dans des processeurs. Que calculent ces processeurs ? □ 64 bits □ le signal analogique □ l’énergie □ le Higgs Des particules traversent le détecteur ATLAS toutes les 25 ns. L’information calculée pour chaque particule est sauvegardée pour pouvoir être analysée plus tard. Quelle est la quantité de données sauvegardées par an? □ 1 Mega octet □ 64 bits □ 14 Tera bits Electronique de lecture □ 1000 Tera octets 4 La simulation des particules produites par une collision dans un détecteur - Les moyens informatiques necessaires Une simulation: pourquoi faire ? Indiquez les différences qui existent dans le détecteur entre un électron et un photon ? Combien d'évènements attendus par seconde et par an pour une expérience du LHC ? Pourquoi la grille est-elle nécessaire pour traiter les données du LHC ? Quels sont les avantages de l'infrastructure mondiale de la grille ? 5 La chambre à étincelles et les rayons cosmiques Qu’est-ce qu’une gerbe de rayons cosmiques et d’où viennent-ils? Qu’observez-vous dans la chambre à étincelles? Que se passe-t-il dans la chambre à étincelles lorsqu’une particule chargée la traverse? Quels sont les éléments de la chaine de détection ? 6 Virgo Plusieurs réponses possibles Quel type d’ondes l’expérience Virgo cherche-t-elle à détecter ? Des ondes : □ sonores sismiques □ électromagnétiques (lumière) □ gravitationnelles □ Quel est l’effet de ces ondes sur la distance entre deux objets (miroirs par exemple) ? Quel est le nom du détecteur utilisé par Virgo ? □ interféromètre particules □ sismographe □ accéléromètre □ détecteur de Quels objets astrophysiques veut-on observer avec Virgo ? □ planètes neutrons □ trous noirs □ galaxies □ supernovae □ étoiles à Pourquoi les miroirs du détecteur Virgo sont-ils suspendus ? Pourquoi l’interféromètre Virgo est-il placé sous vide ? Quel physicien célèbre a publié la théorie de la Relativité Générale ? En quelle année ? Quelles sont les deux grandes raisons de vouloir détecter les ondes gravitationnelles?