Membres de l'équipe

L'équipe travaille en étroite collaboration avec les services techniques du laboratoire

• Le service informatique pour l'outil Atlas Metadata Interface (AMI)
  • Jérôme Fulachier
  • Fabian Lambert
  • Jérôme Odier
• Les services Détecteurs Et Instrumentation (SDI), mécanique (SERM) et électronique (SE) pour la réalisation du nouveau trajectographe interne d'ATLAS
  • Abdelkader MOHAMMED-MATALLAH (SDI)
  • Adeline Richard (SDI)
  • Murielle Rousseau (SDI)
  • Yoann Sallaz-Damaz (SDI)
  • Olivier Zimmerman (SDI)
  • Nicolas Emeriaud (SERM)
  • Denis Grondin (SERM)
  • Marc Marton (SDI)
  • Ludovic Eraud (SE)
  • Nicolas Ponchant (SE)

Construction ITk

QCD sombre

Des particules à long temps de vie sont prédites dans de nombreuses théories au-delà du Modèle Standard, y compris les théories de la QCD sombre, dans lesquelles un secteur complet avec des interactions internes de type forte reste caché, prédisant des hadrons sombres qui peuvent être stables et des candidats à la matière noire, ou qui peuvent se désintégrer en particules du Modèle Standard. Ces modèles ont actuellement une couverture limitée dans les collisionneurs : il y a donc une opportunité d'accéder à de nouvelles régions complètement inexplorées de l'espace des paramètres de la nouvelle physique. Les caractéristiques particulières des jets prédits dans ces théories sont exploitées : nombre différent de traces, sous-structure des jets, développement de la gerbe dans les calorimètres pouvant provenir de la désintégration tardive des hadrons du secteur sombre, etc. Ces recherches ne sont pas seulement développées au sein d'ATLAS, mais des aspects permettant de relier la phénoménologie aux paramètres théoriques sous-jacents sont également abordés en collaboration avec des théoriciens via un projet ANR en cours. Nous participons également à rendre possible la ré-interprétation des résultats de ces recherches en termes de nombreux autres modèles.

Ces recherches utilisent des jets, qui interagissent avec la matière sous forme de gerbes de particules régies par des processus stochastiques. Des techniques avancées de réseaux neuronaux sont développées pour mieux calibrer les jets. L'utilisation des informations sur les constituants de la gerbe est également envisagée pour améliorer les performances. En basant ces outils sur des informations de bas niveau (provenant des constituants des jets) plutôt que sur des informations de haut niveau (directement issues des jets), nous visons à améliorer significativement la précision de la mesure de l'énergie, de la direction et de la masse par rapport aux techniques existantes. Pour les mêmes raisons, ces outils permettront une meilleure identification des jets de signal et un meilleur rejet des bruits de fond.

Higgs : exotique (FCNC) et diHiggs

Étalonnage énergie jets, constituents des jets

Les jets hadroniques sont le phénomène résultant de l'émission de quarks ou de gluons lors des collisions de protons produites par le LHC. Leur détection précise est essentielle pour les études d'ATLAS car ils sont présents dans beaucoup de processus de physique des particules, de la mesure des paramètres du Modèle Standard à la découverte de potentielles nouvelles particules.

Pour mesurer leurs caractèristiques (inpulsion, masse) différentes étapes expérimentales sont nécéssaires. Elles incluent, pour chaque collision, la reconstruction du flot hadronique en combinant traces et informations calorimétriques, la formation des jets, leur calibration. Le groupe est impliqué sur toutes ces étapes et développe ou optimise différente technique de reconstruction, en particulier en utilisant les techniques modernes d'apprentissage automatique.

Reconstruction électron / photon

Récentes

• La collaboration ATLAS, Exploration at the high-energy frontier: ATLAS Run 2 searches investigating the exotic jungle beyond the Standard Model, 2403.09292
• La collaboration ATLAS, Search for resonant production of dark quarks in the dijet final state with the ATLAS detector, JHEP02(2024)128
• La collaboration ATLAS, Simultaneous energy and mass calibration of large-radius jets with the ATLAS detector using a deep neural network, 2311.08885
• La collaboration ATLAS, Electron and photon energy calibration with the ATLAS detector using LHC Run 2 data, JINST 19 (2024) P02009
• La collaboration ATLAS, Search for flavour-changing neutral tqH interactions with         H → γγ in pp collisions at √s = 13 TeV using the ATLAS detector, JHEP12(2023)195
• La collaboration ATLAS, Search for Higgs boson pair production in the two bottom quarks plus two photons final state in pp collisions at √s = 13 TeV with the ATLAS detector, PhysRevD.106.052001
• G. Albouy et al., Theory, phenomenology, and experimental avenues for dark showers: a Snowmass 2021 report, Eur.Phys.J.C 82 (2022) 12, 1132
• M.-H. Genest et al., High Luminosity LHC: Prospects for New Physics, dans The future of the Large Handron Collider

Depuis 2008

voir ici

Thèses de doctorats en cours

• Phénoménologie QCD sombre …, Thomas Wojtkowsky, Octobre 2025
• QCD sombre et Recherche de jets émergents et QCD avec le détecteur ATLAS, Guillaume Albouy, Octobre 2024

Thèses de doctorats soutenues

• Recherche d’un secteur sombre avec le détecteur ATLAS, Nathan Lalloué, Octobre 2022
• Recherche d'une nouvelle particule dans le canal HH→ γγbb avec le détecteur  ATLAS, Raphaël Hulsken, Novembre 2021
• Measurement of the production of the standard Higgs boson associated to a pair of top and antitop quarks and search for a charged Higgs boson decaying into a pair of t and b quarks with the ATLAS detector at LHC,  Xuan Yang, Juin 2020
• Recherche de dimensions supplémentaires dans l'état final di-photon avec le détecteur ATLAS à 13 TeV, Thomas Meideck, Octobre 2018
• Searching for a charged Higgs boson and development of a hardware track trigger with the ATLAS experiment
  Joakim Gradin (en co-tutelle avec l'université d'Uppsala, Suède), Octobre 2017
• Liquid argon calorimetry and search for new physics with pairs of boosted top quarks in the ATLAS experiment at the LHC, Clément Camincher, Octobre 2017
• Search for exotic production of same-sign top-quark pairs at the LHC with the ATLAS detector, Simon Berlendis, Septembre 2017
• Search for Dark Matter and Supersymmetry in monophoton events with the ATLAS detector, Mengqing Wu, Juillet 2015
• Hunting the Charged Higgs Boson with Lepton Signatures in the ATLAS Experiment, Alexander Madsen, Mai 2015
• Single top s-channel cross section measurement with the ATLAS detector
  Caterina Monini, Septembre 2014
• Recherche de résonance lourde dans le spectre de masse invariante top anti-top auprès de l'expérience ATLAS du LHC, Benjamin Dechenaux, Octobre 2013
• Top polarization measurement in single top quark production with the ATLAS detector, Xiaohu Sun, Octobre 2013
• Recherche de nouveaux phénomènes dans les événements diphoton avec le détecteur ATLAS, Quentin Buat, Juillet 2013
• Recherche de manifestations de dimensions supplémentaires dans le canal diphoton avec l'expérience ATLAS au LHC, Bao-Tran Le, Mars 2013
• Performances du calorimètre électromagnétique et recherche de nouveaux bosons de jauge dans le canal diélectron avec le détecteur ATLAS
  Emmanuel Laisné, Octobre 2012
• Mesure de la section efficace de production single top W+t dans le canal dilepton auprès de l'expérience ATLAS, Thomas Delemontex, Octobre 2012
• Mesure de la section efficace de production du single top en voie-t en utilisant des arbres de decision avec ATLAS à sqrt(s)=7 TeV, Jin Wang, Juin 2012
• Recherche d'un boson de Higgs chargé avec le détecteur ATLAS : de la théorie à l'expérience, Carole Weydert, Septembre 2011
• Préparation de l'expérience ATLAS :étalonnage électronique du calorimètre électromagnétique,mesure de la polarisation des bosons W dans la décroissance des quarks top, Julien Labbé, Juillet 2009
• Etude de la production associée ZH/WH, H→γγ avec le détecteur ATLAS
  Bertrand Brelier, Sécembre 2008
• Recherche d'une nouvelle résonance Z' dans le canal diélectron avec le détecteur ATLAS, Julien Morel, Novembre 2008
• Mesure de la section efficace de production de quarks top en paires dans le canal lepton+jets à D0 et à ATLAS et interprétation en terme de boson de Higgs chargé dans ATLAS, Florent Chevallier, Mai 2007
• Étude des désintégrations radiatives des mésons B dans le détecteur ATLAS
  Sébastien Viret, Septembre 2004
• Réalisation du pré-échantillonneur central d'ATLAS et séparation γ/𝛑0 dans le calorimètre électromagnétique, Sophia Saboumazrag, Février 2004
• Tests et étude des performances du pré-échantillonnneur central d'ATLAS
  Bouchra Belhorma, Septembre 2000
• Étude par irradiation neutronique des effets de pollution de l'argon liquide sur les performances du calorimètre electromagnétique d'ATLAS,
  Awatif Belymam (co-tutelle avec Université Hassan II, Casablanca, Maroc), 1999
• Calorimétrie électromagnétique et recherche de neutrinos droits de Majorana dans l'expérience ATLAS, Arnaud Ferrari, Avril 1999
• Étude, réalisation et test d'un détecteur de pieds de gerbes à argon liquide pour le LHC, Gilles Mahout, Janvier 1995
•  

Habilitation à diriger des recherches

• Recherche de matière noire avec le détecteur ATLAS : de la supersymétrie à la production directe, Marie-Hélène Genest, Juin 2020
• Discovery of the Higgs boson and study of its properties using photons and leptons with the ATLAS experiment at the LHC, Marine Kuna, Juillet 2019
•  Outils et analyse en physique des particules : morceaux choisis, Sabine Crépé-Renaudin, Décembre 2013
• Ajustements Bayésiens, application à physique du quark top au LHC, Benoit Clément, Juin 2012
• L'expérience ATLAS au LHC : calorimétrie et recherche de nouvelle physique, Benjamin Trocmé, Décembre 2009

Il doit être installé dans l'expérience ATLAS pendant le 3ème long arrêt du LHC (LS3) et prendra des données au LHC à Haute Luminosité (HL-LHC).

Les contributions passées et actuelles du LPSC concernent

• les prototypes d'échelle
• la R&D sur les "chaufferettes" pour les tests thermiques
• les tests thermiques et mécaniques des échelles
• la R&D sur le collage des modules sur les cellules pour l'OB
• la R&D sur le refroidissement au CO2
• le développement des supports intermédiaires des couches de l'OB
• la définition des câbles de type-1 pour l'OB
• la simulation de la matière du détecteur
• ...

Perspectives

Comme les autres laboratoires français, le LPSC est impliqué principalement dans l'OB, qui comporte une partie dans laquelle les modules sont "à plat", c'est à dire parallèles aux faisceaux, portés par des longerons, et une partie avec des modules inclinés, structurée en anneaux.

Le LPSC est un site de "loading"pour l'OB. Le "loading"consiste à équiper les longerons et les anneaux avec des modules de détection. À cet effet, une salle blanche a été construite, dans laquelle une MMT (Machine à Mesurer Tridimensionnelle) a été installée en 2018. La R&D pour le loading est en cours de finalisation, le LPSC devrait se qualifier d'ici la fin de 2024 ou le début de 2025.

Équipe

Les physiciens impliqués sont Fabienne Ledroit (coordinatrice), Luka Selem (bases de données), Jean-Baptiste de Vivie (chef d'équipe).

Le coordinateur technique est Yoann Sallaz-Damaz. Les services qui contribuent sont le SDI (Détecteurs et Instrumentation), le SERM (pour la mécanique et le refroidissement), le Service d'Électronique.

Bibliographie

• TDR Pixels
• Twiki ATLAS-ITk