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Moyens et Prospectives

Hervé BorelDAPNIA/SPhN

Journées de La Colle sur Loup, octobre 2004 2

RHIC

LHC

Alice

CMS ?Upgrades

CBM

2007-2008

~ 2012

court

moyen

longterm

e

PhenIx

star

10 ans à venir

Journées de La Colle sur Loup, octobre 2004 3

Mesure des saveurs lourdes dans le canal dimuonsquarkonia: J/, ’, , ’, ’’charme et beauté ouverts

Bras dimuon2 absorbeurs: frontal (~10 int) filtre muon (~7.2 int)2 stations déclenchement (RPC)5 stations trajectographie (CPC)1 aimant dipolaire chaud (0.7 T)

Performancescouverture angulaire: 2° à 9° (2.5<y<4)densité particules: max 5.10-2 part/cm2

déclenchement muons > pTseuil

avec décision < 700 ns résolution spatiale des CPC 100 m en vertical (plan courbure) 1 mm en horizontal (non-courbure)

M() ~ 100 MeV/c2

M(J/) ~ 70 MeV/c2

Le spectromètre à muons d’Alice

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trajectographietrigger

VoGMS

+ développement logiciels simulations, reconstruction, analyse, coord. groupes travail

Alice-dimuon: contributions françaises

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- conception- construction ( 4 quad St1 + 80 lattes, électronique CPC et RPC) 2004-2005- assemblage des chambres (ex: lattes sur support 2005 + électronique + services)- installation en caverne 2006- commissioning 2006-2007 démarrage LHC 2007

Moyens financiers ~ OK

Personnels techniques: quelques tâches sous-critiques

Physiciens occupés par l’appareillage

!!! sous-effectifs logiciels commissioning-online-simulation-analyse: Urgent !!!

5 labos français (LPC Clermont, IPN Lyon, INP Orsay, SUBATECH Nantes, DAPNIA Saclay)~ 25 physiciens (~17 eq. temps plein)

Responsabilités: bras dimuon, trajectographie, electronique (CPC,RPC), GMS, V0, offline, coord. calcul GRID…

Alice-dimuon ≤ 2007

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ITS (Inner Tracking System) d’ALICE

39 cm

100 cm

SDD

SPD

44 cm

SSD

SSD : 2 couches de détecteurs silicium à micropistes double-face.

Résolution en position: (r) = 10-20 m

1700 modules , >5 m2, ~3Mcanaux

Détecteur

Le SSD : Silicon Strip Detector

Trajectographie, identification des hadronsReconstruction des vertex secondaires

Physique de l’étrangeté, du charme

Electronique frontale+ microconnectique TAB

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- conception SSD- réalisation 2004-2005- assemblage, installation 2005-2006- commissioning 2006-2007

!!! sous-effectifs développement logiciels analyse !!!

2 labos français ( SUBATECH Nantes, IRES Strasbourg) ~ 3 physiciens etp

Conception des puces électroniques, détecteurs Si, hybrides, modules (Strasbourg). Production d’un tiers des modules à Strasbourg Assemblage des échelles (Nantes). Développement du slow control (Strasbourg). Développement de la base de données de production (Strasbourg, Varsovie).. Responsabilité du projet partagé entre Strasbourg et Utrecht

Alice-SSD ≤ 2007

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Jets, résonances lourdes 1 labo français ( IPN Lyon) ~ 1 physicien

pas de détecteur spécifique ions lourds mais potentiel de physique IL CMS optimisé pour muons et jets résolution M() ~ 50 MeV/c2

centré à rapidité nulle (complémentarité avec Alice dimuon) Bonne statistique en J/, , Z0

Mesure de la beauté ouverte entre 20 et 60 GeV/c2

activité initiée par le groupe français (IPNL) (développement logiciels simulation…)

!!! Danger de disparition pas viable si pas renforcé (~ 4-5 personnes) !!!

CMS ≤ 2007

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Physique: étrangeté - mécanismes de production

- dynamique de la collision (flot…)

Figure SSD

2 labos (SUBATECH Nantes, IRES Strasbourg) 19976 physiciens ( 3 etp)

Responsabilité du détecteur8 thèses soutenues et 5 en cours

SSD complet en 2004

SSD: lien entre détecteur vertex et TPC bonne résolution spatiale et mesure du dE/dx améliorer la trajectographie partie centrale améliorer la reconstruction de particules à faible durée de vie comme les particules étranges

La France à STAR

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5 labos (LPC Clermont, SUBATECH Nantes, IPN Orsay, LLR Palaiseau, DAPNIA Saclay) fin 200012 physiciens etp

Responsabilités et

contributions

Mesure des saveurs lourdes dans le canal dimuonsquarkonia: J/, ’, charme et beauté ouvertsContribution à l’étude des hauts pT

J/ e+e–

identifiés par RICH et EMCal - || < 0.35 - p > 0.2 GeV

J/ +-

identifiés dans 2 spectros avant-arrière (Nord-Sud) -1.2 < || < 2.4 - p > 2 GeV

Centralité et vertex donnés par BBC 3<||<3.9

- Réalisation de l’électroniquedes chambres à pistes du bras nordRéparation électronique brasSudMaintenance électronique --> fin 2006- contribution majeure au logiciel et à l’analyse et responsabilités logiciels-1 Executive Council, 1 Detector Council

La France à PHENIX

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Year Ions sNN Luminosity Detectors J/

2000 Au-Au 130 GeV 1 b-1 Central (electrons) 0

2001 Au-Au 200 GeV 24 b-1 Central 13 + 0

2002 p-p 200 GeV 0.15 pb-1 + 1 muon arm 46 + 66

2002d-Au

200 GeV

2.74 nb-1

Central300+800+60

02003 p-p 200 GeV 0.35 pb-1 + 2 muon arms 100+300+120

dAu : bras nord

Premières conclusions:

absorption nucléaire faibleshadowing relativement faible

1 Thèse soutenue

Les quarkonia à PHENIX

3 thèses en cours

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Prises de données au RHIC2004: Au+Au (+ p-p) √SNN=200 GeV bonne luminosité 2005: Cu+Cu (+ p-p) √SNN=200 GeV bonne luminosité2006: Au+Au (+ p-p) √SNN=63 GeV 2007: p-p √SNN=200 GeV 2008: Au+Au (+ p-p) √SNN=200 GeV haute luminosité ( 10 .vs. 2004)

Minimum conserver effectifs pour analyses SSD à venir (Au-Au 2004 en cours, prises de données 2005 Cu+Cu……) + analyse

Analyse en cours

~ 5500 J/ attendusen +- (sans écrantage)

- 35000 J/ attendusen +- (sans écrantage)

- début d’étude du

RHIC à court terme

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MachinesExpériences

SISFOPI

SPSNA60

RHICBRAHMS

RHICPHENIX

RHICSTAR

LHCALICE*

LHCCMS

FAIRCBM

Total parlabo en

2008

LPC-Clermont 4-0 4-0 2-0 9-8 8IPN-Lyon 2-0 3-4 1-1 5

SUBATECH-Nantes 3-1 4-2 7-7 10IPN-Orsay 2-1 4-3 4

LLR-Palaiseau 5-5 5DAPNIA-Saclay 2-0 3-4 4IReS Strasbourg 1-0 1-0 3-1 3-3 2-2 6Total par exp. en

2008 0 0 0 7 3 28 1 2

MachinesExpériences

SISFOPI

SPSNA60

RHICBRAHMS

RHICPHENIX

RHICSTAR

LHCALICE*

LHCCMS

FAIRCBM

Total parlabo en

2004

LPC-Clermont 4-1,5 4-2,7 2-1,5 9-5.5 11,2

IPN-Lyon 2-2 3-3 1-1 6

SUBATECH-Nantes 3-1,5 4-3 7-5 9,5

IPN-Orsay 2-2 4-2,5 4,5

LLR-Palaiseau 5-5 5

DAPNIA-Saclay 2-2 3-3 5

IreS Strasbourg 1-0,25 1-0,5 3-1 3-2 2-0,8 4,5Total par exp en

2004 1,75 4,7 0,5 12 4 21 1 0,8 45,75

2004

2008

nombreuses expériences

~ 45 eq. temps plein

Effectifs (> 10 etp)

- Arrêt FOPI, NA60, BRAHMS- Regroupement vers LHC- prog sur RHIC: - STAR: effectifs minimum - Phenix: « noyau dur » LLR ( 5 etp) + ?

Nb Phys etp

Nb PhysSans embauches

Effectifs 2004-2008

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• 5 premières années :

• runs réguliers pp @ 14 TeV : commissioning, référence, phys. spéc. pp

• premier run PbPb basse luminosité : obs. globales, gdes x-sections

• 2 runs PbPb à luminosité nominale (Lint = 0.5nb-1/an) : faibles x-sections

• 1 run pA : fonctions de structures, référence hadronique

• 1 run ions légers : dépendance en densité d’énergie

LHC Démarrage LHC 2007 Pour être prêt, embauches à court terme

RHIC 2008: haute luminosité (événements rares…) Phenix: prises de données ->2008 inclus + analyse : LLR + ?STAR: IRES et SUBATECH: baisse progressive jusqu’à fin de thèses ( 2007)

Prises de données au LHC1 année LHC = 106s AA + 107s pp

au moins maintenance effectifs moyen terme

~ 2009-2010

Moyen terme: 2007-2012

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MachinesExpériences

SISFOPI

SPSNA60

RHICBRAHMS

RHICPHENIX

RHICSTAR

LHCALICE*

LHCCMS

FAIRCBM

Total parlabo en

2008

LPC-Clermont 4-0 4-0 2-0 9-8-9 8-9IPN-Lyon 2-0 3-4-5 1-1-5 5-10

SUBATECH-Nantes 3-1 4-2 7-7-9 10-9IPN-Orsay 2-1 4-3-5 4-5

LLR-Palaiseau 5-5 5DAPNIA-Saclay 2-0 3-4-5 4-5IReS Strasbourg 1-0 1-0 3-1 3-3-5 2-2-5 6-9

Total par exp. en 2008 0 0 0 7 3 28-38 1-5 2-5

remplacer les départs par embauches rapides

~ 10 - 15 ( ~3/an 2008: doubler effort actuel)

+ attractivité pour thésards et post-doc

Programme « conservatif »: - tenir nos engagements LHC ALICE - programme CMS - ~ maintien RHIC jusqu’en 2008 - suivi du projet CBM

Nb de Phys

Moyens souhaités à court et moyen terme

maintien effectifsà moyen terme

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Upgrades détecteurs LHC: ?

Upgrade RHIC II (~ 2012): Luminosité ( 40 .vs.2008)

actuellement la communauté française ne pense pas y participer

Projet CBM sur FAIR (GSI): réflexions

Possibilités à long terme

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Compressed Baryonic Matter- Explorer le diagramme des phases dans la région

de haute densité baryonique nette- Complémentarité avec SPS, RHIC et LHC

(hautes T, faibles B)

Facility for Antiproton and Ion Research

SIS 100/300SIS 18UNILAC

CBM

Proton: jusqu’à 90 GeVUranium jusqu’à 35 GeV/A

109 ions/s107 coll/s plusieurs mois /an Luminosité intégrée très élevée

- Hadrons dans la matière baryonique superdense symétrie chirale et origine de la masse des hadrons- Transition phase QGP confinement des quarks

Projet CBM au GSI

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Trajectrographe Siliciumdans dipôle magnétique

Capteurs monolithiques à pixels actifs(CMOS)

Développée depuis 1999 à StrasbourgProgramme R&D (IRES-LEPSI)

Actuellement: 1 labo (IRES Strasbourg) 2 physiciens (1etp)Futur: ?

Proto grande taille ~180cm2

106 pixels/3.5 cm2 Total ~33Mpixels

Performances-résolution spatiale~2 m- épaisseur ~120 m

mais- résistance aux radiations(gagner facteur 10-100)- améliorer temps lecture (qq s) (-> facteur 10-100)

1010 part/s dans cône à l’avant !

CBM: dispositif expérimental

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Communauté théoriciens français: bien présents et reconnus dans le domaine

effort théorique à soutenir

Réflexion de la communauté (expérimentale et théorique) pour renforcer la collaboration et les rencontres entre

théoriciens et expérimentateurs

possibilité de structure telle que GDR ?

Expérience / Théorie