L

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LExpérience CDF et La Physique des
Collisionneurs à Hadron

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

• ATLAS sur LHC au CERN

• CDF sur Tevatron au Fermilab, USA

8.4 km
2 km
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Quest-ce quun collisionneur à hadron?

• Hadron (Gr hadros, fort) particule sensible à
  linteraction forte

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

neutron n udd proton p uud

• Les quarks sont liés par les gluons dans un hadron

collisionneur à hadron collisionneur à quark et
gluon
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Quest-ce que lon cherche sur un collisionneur à
hadron?

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

• De quoi le monde est-il fait ?
• Qu'est-ce qui le maintient uni ?
• Doù il vient et où il va ?

• Les composants élémentaires
• Les interactions entre elles

La loi des particules élémentaires

• 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 linteraction
  forte, faible, électromagnétique, et au delà
  

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 lenvironnement 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 dopération
  
• solutions collaborations internationales
• CDF ? 500 physiciens venant de 12 pays
• ATLAS ?1600 physiciens venant de 34 pays

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CDF
ATLAS
25m
7000tons
46m
11m
100tons
16m
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Dernière ligne droite avant passer le témoin

• Le Tevatron au Fermilab (près de Chicago)
• laccélérateur 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)

• fonctionne comme une merveille

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SVT est unique au monde

• Beaucoup danalyse possible grâce au SVT

• Les désintégrations rares des mesons B0 (bd)
• Études sur les propriétés de linteraction faible
  et la recherche de nouvelle physique
• Bonne chance à Dr. Andras Zsenei au CERN

• Les masses et largeurs des D (cu)
• M(D1)2021.7?0.9 MeV
• M(D2)2463.3?1.0 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 pb?1 (été
  2005)
• bon courage à Mauro

• La production de b-bbar (Sofia)
• La production de photonb (Mario)
• propriétés de linteraction forte
• recherche de nouvelle physique

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Et encore

• La production de 2 photons
• propriétés de linteraction forte
• important pour la recherche du Higgs
• publication prête à envoyer
• bonne chance à Dr. Yanwen Liu à lUni. de Louvain

• La production des quarks b
• mesure inclusive avec des gerbes jusquà haute
  énergie
• première mesure à CDF
• bon courage à Monica

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Conclusions

• Lannée 2004 a été très productive pour notre
  groupe
• Beaucoup de bons résultas physiques
• Notre investissement sur SVT nous rapporte gros !

• Lannée 2005 sera encore meilleure
• Compter sur un dédoublement des données, jusquà
  1 fb?1

• Il reste 3-4 ans à CDF et D0 pour faire des
  découvertes
• Lexpérience sur CDF nous donne un avantage
  important pour démarrer les analyses sur ATLAS

Merci à Catherine pour le soutien administratif !