Accélérateurs et lʼexpérience ATLAS au LHC

Frédérick Dallaire
Accélérateurs et lʼexpérience
ATLAS au LHC
JIPPUM
13 octobre 2015
mardi 13 octobre 2015

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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
mardi 13 octobre 2015

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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