Matière Hadronique et Nucléaire - IPNL - IN2P3

ipnl.in2p3.fr

Matière Hadronique et Nucléaire - IPNL - IN2P3

Matière Hadronique et Nucléaire

Jean-Yves Grossiord, Nadine Redon, Dany Davesne

50 ans de l’IPNL – 13 juin 2013


1

Physique Hadronique

50 ans de l’IPNL – 13 juin 2013


50 ans

d’ évolution

thématique

d’un groupe de l’IPNL

Du Synchro au LHC …. en passant par Saturne

Jean-Yves Grossiord, groupe ALICE actuel


Des Réactions Nucléaires à Moyenne Energie (RN)

aux Energies Intermédiaires (EI)

vers la matière hadronique à très haute densité (NAxy/ALICE)

• Structure nucléaire par réactions de simple et double transferts, Lyon, Grenoble, Saclay /

M. Gaillard (1967), P. Gaillard (1968 UTC), A. Guichard (1973).

• (Diffusion de particules légères et souvent polarisées, Grenoble / groupe R. De Swiniarsky)

• Structure en agrégats de noyaux légers par diffusions et réactions quasi-élastiques, Lyon,

Grenoble, Louvain la Neuve / J.-R. Pizzi (1970), M. Chevallier* (1971 HE),

J.-Y. Grossiord (1976), E. Descroix (1984 Saint Etienne).

• Interaction N, d’hypernoyaux 4 H, 4 He, 8 Li, CERN-PS / J. Pniewski / M. Bedjidian (1980).

• Interaction N, dans les noyaux par réaction d’échanges de charges, recherche d’ondes

de choc et de l’anomalon, Saturne / P. Radvanyi / D. Contardo* (1984 CMS).

• (Diffusions /réactions avec faisceaux souvent polarisés, Saturne, CERN-LEAR / groupes LNS)

• NA38 : recherche du QGP avec 16 O, 32 S à 200 GeV/nucléon sur cibles fixes et protons pour

comparaisons, SPS / 8 labos / O. Drapier (1990 LLR).

• NA50 : recherche du QGP avec 208 Pb à 158 GeV/nucléon sur cibles fixes et protons pour

comparaisons, SPS / 13 labos / L. Capelli (2001 CC IN2P3).

• (NA51 : étude de la brisure de la symétrie d’isospin avec p de 29 GeV, SPS / 8 labos)

• NA60 = NA50 + trajectographe avant absorbeur / 12 labos / L. Ducroux (2006, HDR).

• ALICE : étude du QGP avec Pb-Pb à 2,76 TeV, p-Pb à 5,02 TeV et pp à 0,9, 2,76, 7 TeV pour

comparaisons, LHC / 133 labos / R. Guernane (2001 LPSC), B. Rapp (2004 CEA),

P. Pillot (2005 SUBATECH), L. Massacrier (2011 SUBATECH), M. Guilbaud (2013).

• ALICE + MFT, upgrade similaire à NA60 par rapport à NA50 / R. Tieulent (2013, HDR).


• Structure nucléaire par réactions de simple et double

transferts, Lyon, Grenoble, Saclay / M. Gaillard (1967),

P. Gaillard (1968 UTC), A. Guichard (1973).

RN

Avec deux chercheurs de l’IEN d’Alger (M. et P. Gaillard)

et le synchrocyclotron tout neuf

• (d, t), (d, 3 He) à 28 MeV

• (, t), (, 3 He) à 56 MeV

• (d, 6 Li) à 28 MeV

• (d, ), ( 3 He, p ), (, d)

A. Guichard

P. Gaillard

M. Gaillard

Lyon

Saclay

20 keV

80 keV


• Structure en agrégats de noyaux légers par diffusions et

réactions quasi-élastiques, Lyon, Grenoble, Louvain la

Neuve / J.-R. Pizzi (1970), M. Chevallier* (1971 HE),

J.-Y. Grossiord (1976), E. Descroix (1984 Saint Etienne).

Grenoble

RN

Lyon

J.-R. Pizzi

M. Chevallier

E. Descroix

3 jours

3 semaines

• (, 2)

• (, t)

• (p, pd)

• (p, pt)

• (p, p 3 He)

• (d, 2d)

• (d, d)

• (d, tp)

Cyclotron plus performant : choix de l’énergie, résolution, intensité, structure des faisceaux


• Interaction N, d’hypernoyaux 4 H, 4 He, 8 Li,

CERN-PS / J. Pniewski / M. Bedjidian (1980).

Lettre de J. Pniewski à M. Gusakow

EI

• K - + 6,7 Li 4 H 4 He + - (53 MeV)

• 4 He 4 H + 0 (57 MeV)

M. Bedjidian


• Interaction N, dans les noyaux par

réaction d’échanges de charges, recherche

d’ondes de choc et de l’anomalon, Saturne /

P. Radvanyi / D. Contardo* (1984 CMS).

EI

Orientation

« suggérée »

par J. Yoccoz

D. Contardo

(E 3He -E t )

• (p, ++ )

• ( 3 He, t)

• (d pol , 2 He)

• GT/

• Ions Lourds

Refus d’un programme de

fragmentation d’ions sur SPES4

départ du LNS pour NA38


• NA38 : recherche du QGP avec 16 O, 32 S à

200 GeV/nucléon sur cibles fixes et

protons pour comparaisons, SPS /

8 labos / O. Drapier (1990 LLR).

NA10

• NA50 : recherche du QGP avec 208 Pb à

158 GeV/nucléon sur cibles fixes et

protons pour comparaisons, SPS /

13 labos / L. Capelli (2001 CC IN2P3).

• NA60 = NA50 + trajectographe avant

absorbeur / 12 labos /

L. Ducroux (2006, HDR).

Dimuons de

• J/, ’

• , ,

Médaille d'argent du CNRS

à L. Kluberg en 1989, au titre

de la collaboration NA38

NA38

NA50

10 février 2000 : nouvel état de la matière créé au CERN


• ALICE : étude du QGP avec Pb-Pb à 2,76 TeV,

p-Pb à 5,02 TeV et pp à 0,9, 2,76, 7 TeV pour

comparaisons, LHC / 133 labos / R. Guernane

(2001 LPSC), B. Rapp (2004 CEA),

P. Pillot (2005 SUBATECH), L. Massacrier

(2011 SUBATECH), M. Guilbaud (2013).

Une fausse bonne idée (J. Lefrançois)

V0-C

VZERO (avec Mexico)

GMS (avec Yerphi)

• Fonctionnalités :

– Déclencheur biais minimum (pp, Pb-Pb,p-Pb)

– Déclencheur de centralité (Pb-Pb, p-Pb)

– Réjection du bruit de fond

– Mesure de la luminosité

– Mesure de la centralité

– Mesure du plan de réaction (Pb-Pb)

400 mesures

20 µm

VZERO dans toutes les publications (51)


• ALICE : étude du QGP avec Pb-Pb à 2,76 TeV,

p-Pb à 5,02 TeV et pp à 0,9, 2,76, 7 TeV pour

comparaisons, LHC / 133 labos / R. Guernane

(2001 LPSC), B. Rapp (2004 CEA),

P. Pillot (2005 SUBATECH), L. Massacrier

(2011 SUBATECH), M. Guilbaud (2013).

Mesure des dimuons

issus des résonances

• J/, ’, , ’, ’’,

• , ,

Hadronic

absorber ~60 X0

V0-C

2 Trigger Stations

5 Tracking Stations

Hadron Absorber

Muon Spectrometer

μ

μ

• Résolution sur le vertex

et sur l’énergie dégradée.

• Bruit de fond important.

L’absorbeur dégrade l’extrapolation

des traces au vertex


• ALICE + MFT, upgrade similaire à NA60 par

rapport à NA50, R. Tieulent (2013, HDR).

µ

µ

D/B

D/B

• Mise en relation des traces MUON

avec la trace mesurée dans le MFT.

µ

µ

X X

B

X

µ

µ

} J/ψ

Muon Forward Tracker

μ

Hadron Absorber

Muon Spectrometer

μ

• Résolution de pointage améliorée. Identification des muons de D (cτ=150 µm) et

de B (cτ=500 µm), d’où discrimination entre dimuons prompts (J/ψ) et déplacés (B).

• Réjection du bruit de fond grâce à la qualité de concordance des traces MUON et MFT.

• Amélioration de la masse invariante dimuon à basse masse.

Proposition du groupe et futur d’ALICE vers les années 2020


• Conclusion

L’évolution du groupe dans ses activités n’est pas due au hasard

C. Cheshkov B. Cheynis L. Ducroux JYG M. Guilbaud R. Tieulent A. Uras

… ni la perte de ses meilleurs éléments au cours du temps !

O. Drapier L. Capelli R. Guernane B. Rapp

P. Pillot L. Massacrier

• Pour plus d’informations voir A. Guichard (IPN-Lyon, Chronique de 40 années)

• R. Tieulent (HDR)


2

Physique Nucléaire

50 ans de l’IPNL – 13 juin 2013


2

Evolution des groupes

Il était une fois … années 60-70

• Haefely (α 4 MeV) réactions transfert J. Depraz, structure nucléaire R. Chéry

• Synchrocyclotron : M. et P. Gaillard, J.L. Vidal, L. Feuvrais,…

puis I. Berkès, G. Marest, R. Béraud, M. Meyer, R. Rougny, J. Danière, R. Haroutunian, …

Groupes de Spectrométrie Nucléaire et Corrélations Angulaires

pendant le même temps, développement du groupe Cibles gazeuses

L’apogée … années 80-90

Il existe alors 6 groupes de Physique Nucléaire "basse énergie" :

• Ions Lourds I R. Billerey, C. Cerruti, S. Chiodelli, A. Demeyer, D. Guinet, Ph. Lautesse

• Ions Lourds II B. Chambon, B. Cheynis, D. Drain, C. Pastor

• Ions Lourds III A. Chevarier, N. Chevarier, E. Gerlic, M. Stern

• Spectrométrie Nucléaire J. Giroux, G. Marguier, M. Morgue

• Interactions Hyperfines I. Berkès, J.P. Hadjout, G. Marest, S. Morier, M. De Jesus

• SNIL (Structure Nucléaire par Ions Lourds) R. Béraud, A. Charvet, R. Duffait, A. Emsallem,

M. Meyer, A. Plantier, S. Vanzetto, N. Redon, A. Astier

+ les "exportés" T. Ollivier, L. Ducroux, S. Perries

Aujourd’hui …

Un seul groupe Matière Nucléaire C. Ducoin, G. Guinet, N. Redon, O. Stézowski

50 ans de l’IPNL – 13 juin 2013


2

Expériences 60 – 80

Système de détection

Table de corrélations

Obtention de courbe découpage et pesage des pics

50 ans de l’IPNL – 13 juin 2013


2

Expériences aujourd’hui

Petite partie de

l’électronique et de

l’informatique d’AGATA

Des détecteurs à tous les angles

Traitement de données AGATA

50 ans de l’IPNL – 13 juin 2013


2

Du sprint … au marathon

Initiation de l’entraînement à l’athlétisme en

fonction des périodes des noyaux étudiés :

1. Course sur la galerie entre le synchrocyclotron

et le laboratoire de mesure (1 er étage du

bâtiment principal)

périodes limites 3 – 4 minutes

2. Installation d’un tuyau transporteur d’un petit

missile, le "Rabbit" contenant la cible irradiée

périodes limites 20 – 30 secondes

3. Spectroscopie sur faisceaux et séparateurs en

ligne

Aujourd’hui

50 ans de l’IPNL – 13 juin 2013


2

Quelques faits marquants

• 1 er réfrigérateur dilutron (système d’orientation nucléaire à

basse température) NICOLE à ISOLDE au CERN (1993)

• La guerre des accélérateurs d’Ions Lourds

GANIL à l’Isle d’Abeau ? (1975)

• couplage jet d’hélium – séparateur d’isotopes ( ~ 1980) puis IGISOL

• Tchernobyl avril 1986

• AMPHORA fin 1988

• EUROGAM – EUROBALL (1992 – 2003)

1 ère estimation du gap d'appariement pour les noyaux superdéformés

50 ans de l’IPNL – 13 juin 2013


2

Accélérateurs en France

Orsay (Tandem-Alto)

Strasbourg (VIVITRON)

Grenoble (SARA)

Caen (GANIL-SPIRAL2)

Lyon

50 ans de l’IPNL – 13 juin 2013


2

Accélérateurs en Europe

Jyväskylä

Daresbury

GSI

LNL

Legnaro

LNS

Catania

50 ans de l’IPNL – 13 juin 2013


2

Accélérateurs dans le monde

Triumf

Canada

Texas A&M

USA

Argonne

USA

RCNP Osaka

Japon

50 ans de l’IPNL – 13 juin 2013


2

Evolution détecteurs particules

• Détecteurs individuels Si ou CsI

• AMPHORA : 48 CsI(Tl) mur + 92 CsI(Tl) boule

Z jusqu’à 30

• INDRA : 336 modules (ChIo + Si + CsI)

Z jusqu’à 70

• FAZIA : > 1000 modules (Si NTD + CsI)

Z et A jusqu’à 100

50 ans de l’IPNL – 13 juin 2013


2

Evolution détecteurs rayonnements

AGATA

50 ans de l’IPNL – 13 juin 2013


2

L’avenir

PARIS

AGATA

50 ans de l’IPNL – 13 juin 2013


3

Physique Nucléaire Théorique

50 ans de l’IPNL – 13 juin 2013


3

J. Lafoucrière

C. Maguin

G. Burdet

A. Partensky

J.-N. Massot

J. Pigeon

R. Nahabetian

E. Elbaz

C. Fayard

G.-H. Lamot

J.Meyer

Les membres du groupe

Réactions nucléaires directes,

calculs de distributions angulaires …

responsabilités à Lyon 1

Problème à 3 corps

Noyaux Premiers déformés, Forces calculs de microscopiques

barrières Lyon fission

50 ans de l’IPNL – 13 juin 2013


3

Les membres du groupe

M. Ericson

J. Delorme

A. Figureau

C. Thévenet

P. Guichon

G. Chanfray

Atomes mésiques et muoniques

Capture radiative des pions

Théorème de pions mous

Condensation des pions

Fonctions réponses de spin-isospin

Branche pionique

Matière dense et chaude

Diagramme de phase de QCD

Physique des neutrinos

50 ans de l’IPNL – 13 juin 2013


3

Les doctorants

et également tous les thésards qui ont effectué leur thèse en

physique nucléaire théorique...

Eric Chabanat

Imad Laktineh

Jacques Marteau

et … Noël Giraud

50 ans de l’IPNL – 13 juin 2013

More magazines by this user
Similar magazines