AUGER mesure la section efficace proton-air à 57 TeV.

La collaboration Pierre Auger, à laquelle participe une équipe du LPSC, scrute les propriétés des collisions de protons avec la matière à des énergies jamais atteintes sur accélérateur.
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Les physiciens de l'Observatoire Pierre Auger ont publié le 10 août dernier une mesure de la section efficace proton-air à 57 TeV dans le centre-de-masse par nucléon. A titre de comparaison, l'accélérateur de particules le plus puissant au monde, le Large Hadron Collider (LHC) du CERN, doit prochainement atteindre 14 TeV dans le centre-de-masse. La Nature nous procure donc la possibilité de sonder les collisions de matière à une énergie hors d'atteinte des accélérateurs actuels.

ATLAS et CMS, deux expériences du LHC, observent une nouvelle particule !

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Les résultats préliminaires obtenus par les expériences ATLAS et CMS du Grand Collisionneur de Hadrons (LHC), dans le cadre de la recherche du boson de Higgs, ont été dévoilés le 4 juillet 2012 au CERN. Ils indiquent l'existence d'une nouvelle particule dans la région de masse autour de 126 GeV. Cette particule est un boson et possède des caractéristiques compatibles avec celles du boson de Higgs.

Le boson de Higgs reste la seule particule du Modèle Standard à n’avoir jamais été détectée. Le Modèle Standard décrit les particules élémentaires qui constituent la base de la matière ainsi que leurs interactions à l’exception de la gravité. Le boson de Higgs, et le champ qui lui est associé, ont été postulés en 1964 par les théoriciens Brout, Englert et Higgs. Leur présence permet d’expliquer comment les particules élémentaires acquièrent leur masse par un mécanisme sous-jacent, la brisure spontanée de symétrie. Ainsi les particules de matière sont d’autant plus massives qu’elles interagissent fortement avec le champ de Higgs.

Séminaire du CERN retransmis en direct au LPSC.

Les séminaires scientifiques sur les derniers résultats sur la recherche du boson de Higgs seront retransmis en direct depuis le CERN à l’amphithéâtre du LPSC le mercredi 4 juillet à 9h

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Les expériences du « Grand collisionneur de hadrons » (LHC) au CERN (Genève) impliquent des physiciens du monde entier, dont des membres du Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC) de Grenoble. Leur but : comprendre le contenu et les lois de l’Univers.
Le 4 juillet 2012, s’ouvre à Melbourne la conférence mondiale ICHEP sur la physique des particules aux hautes énergies. L’importance des résultats obtenus par les deux plus grandes expériences ATLAS et CMS conduit le CERN à diffuser, en duplex avec Melbourne, les présentations que vont donner, au CERN, les responsables des deux expériences. Le LPSC va retransmettre, en direct, l’intégralité de cet événement dans son amphithéâtre.
 

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Eté 2020

C'est avec une grande tristesse que nous avons appris la disparition de notre ex-collègue Didier Lebrun, décédé dans la nuit du 28 au 29 juillet. Il était membre du groupe Auger avant de prendre sa retraite fin 2014.

Didier Lebrun a débuté sa carrière dans les années 70 en étudiant les résonances nucléaires géantes au sein du groupe de M. Buénerd, et a obtenu sa thèse d'état en 1981 ; les expériences se déroulaient au cyclotron de l'ISN. Il a ensuite fait un séjour d'un an au Laboratoire National de Los Alamos. A partir de 1980, Didier Lebrun a participé à plusieurs expériences au CERN, utilisant soit des faisceaux d'ions lourds, soit d'antiprotons (au LEAR) pour étudier la production de pions, et également à l'ISN sur des expériences de diffusion élastique d'ions lourds 12C+12C, avec en particulier l'élaboration d'un modèle simplifié de ces collisions, correspondant à la limite optique de la théorie de Glauber. Puis, il a été porteur du projet de l'expérience SPIC, conçue pour étudier la production de pions sous le seuil dans les collisions nucleon-nucleon. Après des débuts difficiles à SARA, l'expérience a bien fonctionné au GANIL (1987). Ce programme expérimental a conclu ses activités de recherche en physique nucléaire, puisqu'il a ensuite rejoint, au milieu des années 90, l'équipe travaillant sur les neutrinos, s'intéressant alors au problème du déficit des neutrinos solaires. Dans l'expérience MUNU installée près du réacteur de la centrale du Bugey, il a contribué aux études des matériaux de faibles activités et au fonctionnement d'une TPC au CF4. Le résultat a permis de rejeter l'hypothèse d'un effet dû au moment magnétique du neutrino.

Après l'étude des neutrinos, Didier Lebrun s'est engagé à partir des années 2000, avec une partie de l'équipe neutrinos, dans la recherche des rayons cosmiques, les plus énergétiques d'entre eux. Ce fut d'abord dans le projet EUSO, un télescope qui devait être installé sur l'ISS, avec le soutien de l'ESA. Dans ce cadre, il a contribué entre autre à des études de faisabilité de détection dans des campagnes de mesures réalisées à proximité du Mont Cenis. Puis avec l'arrêt du projet EUSO, Didier s'est consacré à la détection radio des gerbes atmosphériques, avec l'expérience CODALEMA à Nançay, puis au sein de l'expérience Auger, en particulier dans les projets EASIER et GIGAS. Il a étudié la détection des ondes radio émis par les grandes gerbes atmosphériques engendrées par les rayons cosmiques les plus énergétiques aussi bien en MHz que dans la gamme du GHz.

Enfin, il a été un des instigateurs du projet R&D NOY, visant à détecter des neutrinos cosmiques, après leur interaction dans des montagnes. Les neutrinos taus produisent des leptons taus donnant naissance à des gerbes atmosphériques horizontales en émergeant de la roche. Les détecteurs étaient installés sur les flancs de la Chartreuse face à Belledonne, la configuration de la vallée du Grésivaudan s'avérant propice à ce genre de détection. Le prototype construit lors de cette opération est désormais utilisé à des fins didactiques pour l'école internationale ESIPAP à Archamps.

Son parcours de chercheur lui a ainsi permis de contribuer à plusieurs domaines de la physique aussi bien en nucléaire, en physique des neutrinos et en astroparticules, et montre comment il a accompagné l'évolution du laboratoire. Il préférait, aux grands projet de la physique des particules, les aventures un peu plus risquées qu'il trouvait plus attrayantes, et appréciait ainsi de s'engager dans des projets de R&D. Sa culture était très étendue dans de nombreux domaines.

 

 

Automne 2019

20e anniversaire de l'Observatoire Pierre Auger

Les scientifiques de l’Observatoire Pierre Auger, le plus grand détecteur de rayons cosmiques au monde, ont célébré les vingt ans de l’Observatoire à Malargüe, province de Mendoza, en Argentine, du 14 au 16 novembre 2019. Les célébrations ont débuté par un symposium comprenant  des présentations sur les origines du projet, dont le CNRS est l'un des fondateurs, et sur l'état de l’art dans les domaines de recherche couverts par l’Observatoire. Le 16 novembre a eu lieu une cérémonie mettant en valeur le rôle de l'Observatoire Pierre Auger et réunissant des personnalités nationales et internationales, ayant soutenu le projet.

 

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Eté 2019

Les récents résultats obtenus par la collaboration Pierre Auger

 

Lors de l'ICRC 2019, la collaboration Pierre Auger a présenté ses derniers résultats sur la physique des rayons cosmiques (RC) d'ultra haute énergie. Après une quinzaine d'année de fonctionnement de l'Observatoire Pierre Auger, les analyses bénéficient d'une statistique importante, d'une exposition élevée, et d'une compréhension de plus en plus précise des sources d'incertitude systématique.

Certains résultats  parmi les plus marquants sont résumés ci-dessous.

Anisotropies des directions d'arrivée

La modulation dipolaire à grande échelle angulaire au-dessus de 8 EeV est confirmée et son amplitude croit avec l'énergie. Amplitude et phase de la modulation sont mesurées sur plus de trois décades en énergie, et les résultats confirment une origine galactique des RC en dessous de 1 EeV, tandis que la direction du dipole observé va dans le sens d'une origine extragalactique des RC de quelques EeV.

Carte du ciel du flux de rayons cosmiques au dessus de 8 EeV (ICRC 2019)

Les recherches à plus petites échelles angulaires ont confirmé l’existence d’un excès en direction de Centaurus A. Pour les RC d'énergie supérieures à 38 EeV, la correlation entre leur direction d'arrivée et la position des galaxies à flambée d'étoiles répertoriées dans un catalogue incluant des objets extragalactiques tels que NGC4945 et M83 dans la région de  CenA, mais aussi NGC253 près du pole sud galactique. Des études incluant les effets des champs magnétiques et prenant en compte des catalogues plus complets sont nécessaires pour confirmer ces résultats.

Spectre en énergie et composition du flux de RC

La mesure du spectre en énergie des rayons cosmiques réalisée par l'Observatoire Pierre Auger couvre une grande gamme en énergie, allant de 0,03 à plus de 100 EeV. Cette mesure est entièrement indépendante des modèles et d'hypothèses sur la composition. Deux points d'inflexion sont clairement visibles correspondant au deuxième genou et à la cheville; un nouveau changement de pente est à présent observé autour de 10 EeV.

Spectre des rayons cosmiques mesuré par l'Observatoire Pierre Auger (ICRC2019)

 

Le 5 avril 2012, deux faisceaux de protons de 4 TeV entraient en collision au niveau des quatre points d’interaction du LHC au CERN. Ceci permettra de collecter des données pour la physique par les expériences en 2012. L’énergie de collision de 8 TeV constitue un nouveau record mondial et accroît considérablement le potentiel de découverte de la machine. Les équipes du LPSC participent à deux expériences, ATLAS et ALICE, utilisant ces faisceaux ...