LHCb : plus qu’une expérience de précision, un détecteur prêt à faire des découvertes

La première exploitation avec protons a confirmé que LHCb offre d’énormes possibilités dans le domaine de la physique de la saveur et que de nombreuses signatures possibles d’effets dépassant le modèle standard sont à la portée de l’expérience. En outre, cette exploitation a confirmé que LHCb est en mesure d'apporter d’importantes contributions au-delà du secteur de la saveur. La collaboration prépare actuellement une lettre d’intention en vue d’améliorer l’expérience ; il s’agirait de tirer parti de sa géométrie ouverte pour accroître la sensibilité du détecteur non seulement en physique de la saveur, mais également dans le cadre d’un plus vaste programme de physique.

 

Contrairement à ATLAS et CMS, LHCb n’a pas une forme cylindrique. Le détecteur est en fait disposé horizontalement sur la ligne de faisceau. Cette configuration ne permet pas à la collaboration de tester son détecteur au moyen de rayons cosmiques avant de recueillir des données des collisions produites dans le LHC. Toutefois, malgré des conditions initiales particulièrement exigeantes, LHCb a rapidement fait preuve d’une excellente performance lors de la première exploitation du LHC avec protons. « Il y a encore quelques années, nous n'aurions pas pu prévoir que notre détecteur fonctionnerait si bien, souligne Andreï Goloutvine, porte-parole de LHCb. En très peu de temps, nous avons beaucoup appris sur nos sous-détecteurs ».

L’objectif durant la période d’exploitation 2010 ayant été d’optimiser la luminosité intégrée fournie par le LHC, LHCb a dû fonctionner avec un taux d’empilement d’événements bien supérieur à ce qu’il aurait été dans les conditions nominales. « Malgré cet environnement très exigeant, où la reconstitution des trajectoires de particules et le traitement de données ne correspondaient pas à ce que nous avions prévu, nous avons été performants », explique Andreï Goloutvine.

Avec la luminosité intégrée de 40 pb-1 fournie aux expériences, la collaboration est déjà certaine d’atteindre une sensibilité très élevée dans le domaine de la physique de la saveur, ce qui ouvre la possibilité de faire des découvertes intéressantes. « Notre expérience est à même d'effectuer des études de haute sensibilité dans la région des petits angles de notre acceptance exceptionnelle, explique Andreï Goloutvine. Nous avons déjà effectué de nouvelles mesures des sections efficaces de production de quarks beauté et charme, en testant ainsi la QCD à l’énergie de 7 TeV dans le centre de masse, ce qui n’avait jamais été réalisé auparavant. Les bons résultats obtenus nous ont convaincus que, si une nouvelle physique doit avoir des effets notables sur certaines des désintégrations que nous estimons les plus significatives, nous en verrons déjà des signes dans les mois à venir. LHCb n’est pas qu’une expérience de précision, c’est aussi une machine à découvertes ».

LHCb ne fonctionnera pas avec les ions. La collaboration se concentrera sur l’analyse des données recueillies jusqu’ici, et, durant l’arrêt technique de Noël, mettra en œuvre un programme intensif d’ajustements mineurs nécessaires pour préparer le détecteur au redémarrage, en janvier. À moyen terme, la collaboration envisage aussi de soumettre une lettre d’intention en vue de l’amélioration de l’expérience. « Grâce à sa géométrie ouverte, LHCb est bien plus facile à modifier et adapter que les autres détecteurs. Nous envisageons de mettre en œuvre un système de déclenchement reposant entièrement sur du logiciel et nous sommes prêts à optimiser la configuration actuelle si nous constatons des effets intéressants dans la région des petits angles. Nous pouvons réagir très rapidement et nous estimons maintenant que nous devons étendre notre programme de physique au-delà du secteur de la saveur en réalisant un ensemble plus complet d’études dans la région des petits angles », conclut Andreï Goloutvine.

par CERN Bulletin