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La physique de l’infiniment grand l’infiniment petit

Le Laboratoire

12 juin 2017

Le laboratoire Leprince-Ringuet s’investit dans deux domaines de recherche qui s’épaulent tant du point de vue conceptuel que technique : l’astronomie gamma de très haute énergie et la physique des particules.

L’astronomie gamma étudie les phénomènes violents de l’univers par l’observation du ciel via des photons d’énergie voisine du TeV, mille milliards de fois plus énergiques que ceux du visible. La problématique est double : quels mécanismes produisent de tels photons, quelles en sont les sources. Après avoir participé à sa construction, nous utilisons l’observatoire HESS, situé en Namibie, pour observer ces photons grâce à leur interaction avec l’atmosphère.

Le laboratoire participe également au programme d’observations mené par le télescope spatial FERMI, dont nous avons construit la structure du calorimètre.

Du coté de la physique des particules, nous avons joué un rôle important dans la découverte d’un nouveau boson qui pourrait être la pièce manquante à notre compréhension du monde corpusculaire, le boson de Higgs, dans les collisions de proton de 8 TeV, un record mondial. Cela se passe sur l’accélérateur LHC du CERN et l’expérience CMS. Sur cette même expérience, nous étudions aussi la formation d’un gaz ionisé de quark-gluon, avec des collisions de noyaux de plomb à 2.76 TeV. L’étude détaillée du boson de Higgs, nécessitera l’étude d’interactions électron-positron, pour laquelle le laboratoire travaille sur de nouvelles techniques de calorimétrie ultra-granulaire, qui pourront être utilisées pour les interactions e+e- sur le collisionneur ILC.

Un autre élément important de la physique des particules concerne les oscillations entre les trois familles de neutrinos, observées depuis quelques années, et qui sont étudiées dans l’expérience T2K au Japon. Ces activités se développent dans un cadre international et les installations sont dispersées dans les diverses régions du monde.

A la frontière des technologies, cette science engendre ses propres techniques en s’appuyant sur des moyens importants qui peuvent s’appliquer à bien d’autres domaines. Ainsi nous développons des codes de calcul simulant l’interaction particules-matière ou construisons des profileurs de faisceau pour le traitement des cancers par des accélérateurs d’ions.

Nous préparons également le futur avec l’étude de nouvelles méthodes d’accélération par interactions laser-plasma.

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