Pas de mission impossible pour LHCb

Heure : 1h37mn51s, 3 octobre 2011. Le LHC produit des millions de collisions par seconde dans ses détecteurs. Mais à ce moment précis, l’une de ces collisions est « plus spéciale » que les autres dans le détecteur LHCb : la barrière de 1 fb^-1 de luminosité vient d’être franchie. Ce qui, au début de l’année, était considéré comme « mission impossible » est maintenant « mission accomplie ».

Mike Lamont (Chef du groupe Opérations), Pierluigi Campana (porte-parole de LHCb), Steve Myers (directeur des Accélérateurs et de la technologie), et Paul Collier (chef du département Faisceaux) célèbrent l'événement.

LHCb est l’expérience du LHC spécialisée dans l’étude du quark b dont les propriétés et le comportement peuvent fournir aux physiciens de nombreuses indications sur plusieurs processus de physique, y compris sur la nouvelle physique. « Un femtobarn inverse de luminosité correspond à environ 70 milliards de désintégrations de paires de quarks b dans le détecteur LHCb, explique Pierluigi Campana, porte-parole de LHCb. De telles statistiques vont nous permettre d’obtenir une précision jamais atteinte dans la plupart des processus de physique que nous étudions. »

Si, au début de l’année, l’objectif d’atteindre une telle luminosité semblait un véritable défi, l’excellente performance du LHC, quelques mois de dur labeur, et une nouvelle stratégie ont changé la situation. « Au début de l’année, lors de la réunion de Chamonix, nous avons discuté de la possibilité d’appliquer systématiquement le nivellement  de la luminosité - ce que nous avions proposé et essayé seulement quelques fois en 2010. En déplaçant légèrement les faisceaux l’un par rapport à l’autre au point d’interaction de LHCb, et en réduisant continuellement cette séparation, LHCb peut fonctionner constamment à sa luminosité maximum pendant toute la durée des collisions tout en préservant le taux de collisions dans ATLAS  et CMS », indique Richard Jacobsson, coordinateur d’exploitation de LHCb.

L'écran du LHC1 félicite LHCb pour son nouveau record.

Bien que, parfois, la pratique ne fonctionne pas aussi bien que la théorie, grâce à la collaboration étroite entre LHCb et le LHC, cette fois, tout a fonctionné comme prévu et LHCb tourne à pleine vapeur depuis lors. « L’énorme quantité de données que nous avons récoltée jusqu’ici va nous permettre d’améliorer sensiblement la précision de nos résultats. Cela permet également d’accroître la statistique dans différents modes rares de désintégration, dont l’étude devient donc possible. De plus, nous pouvons dorénavant imaginer d'explorer de nouveaux territoires, des processus auxquels nous n’avions pas pensé avoir accès si rapidement », ajoute Pierluigi Campana.

Ces nouvelles explorations pourraient permettre d'étudier la violation de la symétrie charge-parité en fonction du temps dans le domaine du B_s, laquelle pourrait cacher des processus encore inconnus, ainsi que la mesure de l’angle γ de la matrice CKM, dont la valeur pourrait permettre une meilleure compréhension des interactions entre quarks et donner des indications sur la nouvelle physique. « Les résultats que nous avons présentés aux conférences d'été étaient basés sur seulement un tiers des données que nous avons maintenant, souligne Pierluigi Campana. Pour les conférences d’hiver, au début de l’année prochaine, nous espérons avoir élargi notre connaissance sur toute une palette de phénomènes physiques, dont certains pourraient bien être inattendus. »

Le détecteur LHCb va continuer à amasser des données jusqu’à ce que le LHC passe des protons aux ions lourds, en novembre. D’ici là, LHCb sera aussi opérationnel pendant les deux jours de collisions proton-ion prévues dans quelques semaines.

par CERN Bulletin