Connectez-vous au LHC !

Le LHC se prépare à faire entrer en collision pour la première fois des faisceaux à 3,5 TeV  ! Prenez part à l’événement et suivez en direct ce qui se passe dans l’accélérateur de particules le plus puissant du monde en vous connectant à LHC1. Nous vous donnons quelques éléments pour comprendre l’écran du fonctionnement du LHC ainsi que des exemples d’évènements des expériences ATLAS et CMS.


1. Énergie des faisceaux.
1 TeV = 1 000 GeV.
Aujourd'hui, 19 mars 2010, le LHC a établi le record mondial d’énergie, avec 3,48 TeV par faisceau.

2. Intensités respectives de B1 (en bleu) et B2 (en rouge).

3. Les informations inscrites dans ces cases peuvent varier. Les opérateurs affichent les graphiques pertinents pour l’opération concernée.

4. La plupart des indicateurs sont réglés automatiquement. Ils donnent un bref aperçu de l’état d’activité du LHC. Pour que les collisions soient possibles, l’indicateur « Stable Beams » (faisceaux stables) doit être vert.

5. Ici, les opérateurs écrivent leurs messages destinés aux expériences. Souvent, ils mentionnent l’activité en cours, puis le programme des prochaines heures.

6. Message principal du CCC appelé « mode machine », qui indique ce que la machine est en train de faire. Les opérateurs ont le choix entre plusieurs types d’opération, par exemple : circulation et absorption, injection et absorption, cyclage, injection d'un faisceau d’exploitation, injection d’un faisceau d’essai, préparation de l’accélération, accélération, faisceaux stables, etc.

7. Numéro séquentiel utilisé à des fins d’archivage.



Vues d’un événement à ATLAS : Événement à jets à 2,36 TeV
 

Cette vue d’écran d’ATLAS montre la production de jets lors d’une collision proton-proton. Les jets (des gerbes de particules) mettent en évidence une collision frontale de protons.

A, B, C : Cet écran montre trois vues différentes de la même collision. La vue A montre le détecteur ATLAS vu latéralement ; la vue B est une vue dans l’axe du faisceau, et la vue C montre l’énergie déposée dans les calorimètres.

1. Point de collision – Point où deux protons sont entrés en collision pour l’événement considéré. 

2. Orientation des faisceaux de particules – Sur la vue A, les faisceaux de protons se déplacent horizontalement. Sur la vue B, les faisceaux entrent et sortent de l’écran en passant par le point de collision.

3. Trajectographes – Des lignes colorées partant du point de collision montrent le passage d’une particule enregistrée par les trois trajectographes, qui mesurent l’impulsion des particules chargées. Juste au-dessus et au-dessous du point de collision se trouvent les détecteurs à pixels ; un peu plus loin se situe le système de trajectographie à semi-conducteur ; le trajectographe à rayonnement de transition est indiqué en violet.

4. Aimant solénoïdal central – L’aimant solénoïdal central incurve la trajectoire des particules lorsqu’elles passent à travers les trajectographes.

5. Calorimètre à argon liquide – Ce détecteur mesure l'énergie de particules telles que les électrons et les photons.

6. Calorimètre à tuiles – Ce détecteur mesure l’énergie de hadrons tels que les protons et les neutrons. Pour ces deux calorimètres, les points jaunes visibles sur les vues A et B indiquent qu’une particule a laissé un dépôt d’énergie. Sur la vue C, les dépôts d’énergie sont indiqués sous la forme de barres rouges (hadroniques) et vertes (électromagnétiques). Les cercles jaunes sur la vue C montrent l’énergie déposée par les jets.

7. Spectromètre à muons
– Les points jaunes montrent l’énergie déposée par les muons dans le spectromètre à muons. Ce système de détection n'est représenté que partiellement sur cette image.

8. Jet – Les cercles blancs montrent comment le même jet apparaît sur les vues A, B et C.

Vous pouvez trouver une description détaillée à l'adresse suivante (en anglais seulement):
http://www.symmetrymagazine.org/breaking/2010/03/18/atlas-event-display-decoded/



Vues d’un événement à CMS : Événement candidat pour dimuon à 2,36 TeV
 

Cette image montre la production de deux muons lors d’une collision proton-proton. Les trajectoires des muons sont indiquées par les fines lignes rouges sur chaque écran. Les muons ont laissé des signaux qui sont reconstitués sous forme de traces dans le trajectographe au silicium, ont déposé une petite quantité d’énergie dans les calorimètres et ont traversé les chambres à muons.

A, B, C : Cet événement est affiché sur plusieurs écrans. On peut ainsi observer différentes représentations de l’événement à l’instant où s’est produite la collision proton-proton.

1. Point de collision – Le point de collision, ou point d’interaction, comme l’appellent les physiciens des particules, est le point où les protons sont entrés en collision dans cet événement. Les collisions se produisent le long de la ligne de faisceau au centre du détecteur.

2. Ligne de faisceau – La ligne de faisceau est la trajectoire que suivent les protons qui circulent en sens opposé et entrent en collision.

3. Trajectographe au silicium – Partie la plus centrale du détecteur, qui comprend les détecteurs à pixels et à rubans de silicium. Le trajectographe suit le déplacement des particules chargées point par point (points jaunes). En reliant les points, on peut observer la trajectoire des particules et suivre leur déplacement.

4. Calorimètres – À l’extérieur du trajectographe se trouvent les calorimètres électromagnétique et hadronique. Lorsque les particules percutent l’un des calorimètres ou les deux, elles y laissent un dépôt d’énergie. Ces dépôts sont représentés par les barres situées à la périphérie du cercle contenant les données. La hauteur de la barre correspond à la quantité d’énergie déposée.

5. Chambres à muons
– Elles constituent la troisième et la plus externe des couches du détecteur. Les chambres sont représentées par les blocs bleus et rouges sur l’écran B, et celles qui ont été traversées par une particule ont été mises en relief. L’écran C ne fait apparaître que les chambres ayant été traversées par un muon.

6. Muons – La trajectoire des muons est visible en rouge depuis le point de collision jusqu’aux chambres à muons, en passant par le trajectographe et les calorimètres.

Vous pouvez trouver une description détaillée à l'adresse suivante (en anglais seulement):
http://www.symmetrymagazine.org/breaking/2010/03/16/cms-event-display-decoded/


par CERN Bulletin