L'IIHE et le prix Nobel de physique

Participation de l'IIHE à l'expérience CMS

Le "Compact Muon Solenoid" (CMS) est l'un des deux détecteurs multitâches installés auprès du nouveau collisionneur proton-proton du CERN, le "Large Hadron Collider" (LHC). Les principaux objectifs du LHC sont la découverte et l'étude du célèbre boson de Brout-Englert-Higgs et la recherche de nouvelles particules prédites par des théories au-delà du Modèle Standard. Le LHC est une machine de découverte. Il permet également de mesurer avec une grande précision certains paramètres du Modèle Standard et d'étudier des processus extrêmement rares.

La Belgique en général et Bruxelles (ULB et VUB) en particulier sont fortement impliquées dans l'expérience CMS. Le groupe de Bruxelles a ainsi participé à la construction de l'un des bouchons du trajectographe de CMS, à la prise de données et à la calibration du détecteur et a contribué à l'étude du potentiel scientifique de l'expérience à l'aide de simulations. Les équipes de l'IIHE analysent désormais les données fournies par le LHC en 2011 et 2012 à des énergies de 7 et 8 TeV dans le centre de masse proton-proton et préparent la prochaine prise de données à 13 TeV prévue en 2015. En parallèle, le groupe de l'IIHE est également impliqué dans les études de recherche et développement menées afin d'améliorer les performances du détecteur.

Le groupe CMS de Bruxelles est très actif dans de nombreuses analyses impliquant divers états finaux. Il est impliqué dans l'étude de la particule de Brout-Englert-Higgs lorsqu'elle se désintégre en une paire de bosons Z ou de leptons taus, la mesure des propriétés du quark top et la recherche de nouveaux phénomènes dans le secteur du top, la recherche de nouvelles résonances dans les topologies multileptons et les tests de la chromodynamique quantique.

Pour plus d'informations, consulter la page CMS sur le site de l'IIHE ou la page d'accueil de CMS.

L'IIHE et le boson scalaire.

L'équipe de l'IIHE contribue à l'étude du boson scalaire dans les analyses suivantes :

• Le groupe de l'IIHE mesure certaines des propriétés du boson scalaire récemment découvert à une masse de ~ 125 GeV. Il participe à la mesure du taux de désintégration du boson scalaire en particules appelées leptons taus. Dans le Modèle Standard de la physique des particules, ce taux de désintégration est relié à la masse du lepton tau. Une confirmation précise du taux attendu est donc essentielle : une déviation par rapport aux prédictions indiquerait l'existence de nouvelles lois physiques encore inconnues. L'IIHE étudie par ailleurs la possible désintégration du boson scalaire en particules composant la matière noire de l'univers.
• Le groupe recherche également d'autres bosons scalaires plus massifs. La théorie actuelle confère des propriétés très particulières au boson léger mais n'interdit pas la présence de particules additionnelles aux caractéristiques analogues. La recherche de ces particules est donc complémentaire à la mesure des propriétés du boson récemment découvert.

Autres thèmes de recherche à l'IIHE

L'Institut est également impliqué dans d'autres activités et expériences, résumées ci-dessous.

L'expérience IceCube au Pôle Sud

L'IIHE est un acteur important de l'expérience IceCube, un gigantesque observatoire à neutrinos installé en Antarctique. Le détecteur s'étend sur un kilomètre cube et contient plus de 5000 senseurs optiques. IceCube peut explorer une large gamme de nouveaux phénomènes et est notamment capable de détecter des neutrinos produits en dehors de notre galaxie.

Pour plus d'informations, consulter aussi la page d'IceCube sur le site de l'IIHE ou la page d'accueil de l'expérience.

Instrumentation

Depuis sa création, l'IIHE a toujours été impliqué aussi bien dans les programmes de recherche et développement (R&D) que dans l'analyse des données de grandes expériences de physique des hautes énergies (Gargamel, UA1, Delphi au LEP, Chorus, H1 à DESY, Amanda, IceCube, Opera, CMS au LHC, etc.). Depuis 2007, l'IIHE concentre ses activités R&D sur l'électronique digitale, les systèmes de déclenchement et d'acquisition des données en vue des améliorations prochaines de l'expérience CMS, ainsi que sur des expériences futures comme ARA et un collisionneur linéaire.

Pour plus d'informations, consulter la page Instrumentation sur le site de l'IIHE.

Cluster de calcul et GRID

L'IIHE héberge un Tier 2, l'un des clusters de calcul composant une grille de calcul mondialement distribué appelée GRID. Six personnes sont responsables du support aux utilisateurs et du bon fonctionnement du Tier 2, utilisé par des collaborateurs partout à travers le monde. Depuis avril 2012, 20 000 tâches, d'une durée moyenne d'une heure trente, sont exécutées quotidiennement sur le site de Bruxelles. Les simulations produites par les physiciens et l'analyse des données requièrent une importante puissance de calcul. C'est la raison pour laquelle une large fraction de ces tâches sont effectuées à l'aide du GRID.

Pour plus d'informations, consulter la page de la grille de calcul du CERN.

Autres expériences

La collaboration H1 utilise les interactions électron-proton produites par le collisionneur HERA entre 1992 et 2007 pour étudier la structure du proton dans un large domaine cinématique. L'expérience OPERA s'intéresse aux phénomènes d'oscillations de neutrinos et à l'apparition de neutrinos taus à l'aide d'un intense faisceau de haute énergie produite par l'accélérateur SPS du CERN. L'IIHE est actuellement actif dans ces deux expériences.

Pour plus d'informations, consulter la page de H1 sur le site de l'IIHE et la page d'OPERA sur le site de l'IIHE.