Physique des particules auprès des collisionneurs

1. Physique des particules auprès des collisionneurs Les grands objectifs : A partir de quelle énergie le M.S. n’est-il plus valable ? Quelle théorie développer au-delà du M.S. ? Quelle est l’origine des masses ? Deux axes de recherche : mesures de précision, recherche directe de nouvelles particules. Deux outils essentiels : collisionneurs e+e-, collisionneurs hadroniques. 2002 2004 2006 2008 2000 DELPHI (e+e-) D0 (pp) CMS (pp) COLLISIONNEUR LINEAIRE (e+e-) I. Ripp-Baudot

2. DELPHI :D. Bloch, J. Croix (ater 2000), D. Gelé, J.-P. Engel, I. Ripp-Baudot, M. Winter. thèses : M. Nikolenko (cotutelle russe, 2001), P. Zoller (2001). D0 :A. Besson (ater 2003), D. Bloch, F. Charles, A. Gay (ater 2004), D. Gelé, W. Geist, A. Lounis, I. Ripp-Baudot. thèses : J.-L. Agram (2005 + CMS), B. Clément (2006), S. Greder (2004), A.-C. Le Bihan (2005). CMS :R. Blaes, J.-M. Brom, F. Charles, J.-P. Ernenwein, J.-C. Fontaine, W. Geist, U. Goerlach, D. Huss, P. Juillot, A. Lounis, R. Strub, T. Todorov, P. Van Hove. thèses : A. Albert (2001), Y. Riahi (2001), S. Moreau (2002). COLLISIONNEUR LINEAIRE :A. Besson (post-doc), G. Gaycken (post-doc), I. Gornouchkine (visiteur), G. Orazi (ater 2000), M. Winter. thèses : A. Gay (2004), D. Grandjean (2005). 2000-2004 à l’IReS (IN2P3+ULP+UHA) : I. Ripp-Baudot

3. Mesures de précision : propriétés du W DELPHI à LEP-2 LEP-2 au CERN : e+e-, Ecms = 161 à 209 GeV, > 4x600 pb-1 entre 1996 et 2000. e+e- W+W- e- près de 4x10000 paires entre 1996 et 2000 e+ Mesure sWW :SU(2)LxU(1)Y non-abélienne. test fondamental M.S. mesure indirecte Vcs 68 % C.L. Ecms (GeV) (GeV) Mesure TGC (gWW et ZWW) :sensibilité nouvelle physique. Mesure de précision MW :test fondamental M.S. contrainte indirecte MH (GeV) I. Ripp-Baudot

4. Mesures de précision : continuité de LEP-1 DELPHI à LEP-2 (suite) e+e- f f (g) processus 10 fois plus important que WW Mesure sqq :sensibilité nouvelle physique masse du Z bruit de fond pour WW Bilan :8 (sur 64 en tout) publications entre 2000 et 2004 . 1 thèse (avril 2001) : masse du W. 1 thèse (cotutelle russe, décembre 2001) :sqq. 1 HDR (mars 2002) : sWW, TGC et sqq. après 2001 : activité réduite. I. Ripp-Baudot

5. Tevatron au FNAL : p p, Ecms = 1.96 TeV, 267 pb-1 enregistrés. D0 au Tevatron Recherche de particules supersymétriques ~ Décroissance du c10 par couplage l133 avec R-Parité violée et GMSB: présence 1, 2 ou 3 t dans l’état final. 1 thèse en cours (2005). Futur :stop t b (étiquetage des t et des b). Identification des t par réseau de neurones : utilisation combinée tracking et dépôts d’ET dans le calorimètre. D0 note 4210 (juil. 2003) + 1 en cours. Production inclusive de jets Mesure section efficace :test QCD àgrand ET. sensibilité nouvelle physique. 1 thèse en cours (2005). Correction de l’énergie des jets :utilisée par D0. I. Ripp-Baudot

6. D0 au Tevatron (suite) Etude des propriétés du quark top Etiquetage des quarks beaux : algorithme utilisé dans de nombreuses analyses D0 : H bb, SUSY, top. paramètres d’impact élevés des traces construction d’une probabilité par jet 4 D0 notes : 4348 (fev. 2004), 4158 (juin 2003), 4159 (juin 2003) 4069 (janv. 2002). Mesure stt :test M.S. 1 thèse en cours (2004) + 1 prévue (2007). 1 D0 noteen cours. Production single top : mesure Vtb 1 thèse en cours (2006) + 1 D0 noteen cours. I. Ripp-Baudot

7. Développement des algorithmes de reconstruction CMS au LHC LHC au CERN : p p, Ecms = 14 TeV à partir de 2007. Reconstruction des trajectoires et des vertex : Coordination de cette activité depuis 2001. Reconstruction des trajectoires. Modélisation du champ magnétique. 1 thèse soutenue 12/2001. Reconstruction de vertex 1aires et 2aires : Vertex 1aire : méthodes binning, amas, gaussiennes. Vertex 2aire : méthode de l’elasticarm. 1 thèse soutenue 12/2002. Stockage des données événement b b simulé avec 21 traces, 3 vertex 1aires et 2 vertex 2aires Etudes prospectives Collisions pA :QCD, plasma de quarks et de gluons, rayons cosmiques. CMS note 2000-060 IReS note 00-04 hep-ph/0308248 I. Ripp-Baudot

8. Préparation des analyses Recherche directe Higgs standard : CMS au LHC (suite) H0 W(*)W(*) q q n Extension aux basses masses en utilisant NN CMS note en cours. 1 thèse CMS(-D0) proposée (2007) avec utilisation étiquetage des jets beaux. Production diffractive du Higgs au LHC : 1 thèse CMS-D0 en cours (2005). Violation de CP dans les B : mesure de sin2b canal B0 J/y K0s Nucl. Phys. B 608, 241 (2001). simulation Géant H WW q q en Physique au-delà du M.S. :supersymétrie (pMSSM, MSUGRA). 1 thèse soutenue 12/2001. 1 HDR soutenue 12/2001. CMS note IN-2002/075. I. Ripp-Baudot

9. Complémentarité avec LHC Collisionneur linéaire Collisions e+e- (+ autres possibilités), Ecms = 90 – 1000 GeV, lumi = 102 à 103 x LEP. Consensus mondial + priorité (DOE, OCDE,…). Intérêt exploitation  2015 : recouvrement avec LHC. LHC = bonne couverture de la gamme de masse. Collisionneur Linéaire = outil de précision pour comprendre ce qui a / n’a pas été vu. f Ecms bien connue, quelles que soient les propriétés de H0 e+ Z0 Z* f H0 e- X X Participation IReS au Technical Design Report TESLA. I. Ripp-Baudot

10. Mesures de précision Collisionneur linéaire (suite) GigaZ : e+e- Z f f Mesure de précisionas(MZ) :test unification des couplages important pour prédictions théoriques M.S. DaS~ 0.0005 (note LC-PHSM-2001-016). H W+W- H b b Mesure du couplage H-top : Précision relative attendue : MH< 2 mtop : e+e- t t H0 1ère étude réaliste + MH = 115 –200 GeV/c2 + états finals de type : n b b 6q, 2 2n b b 4q 1 thèse soutenue janvier 2004. LC note en cours. Futur : inclure H ZZ 3 ans de run combinaison erreur relative Bruit de fond 5 % ou 10 % I. Ripp-Baudot

11. Bilan de l’activité 2000-2004 à L’IReS phys. des particules auprès des collisionneurs N.B. : recouvrement entre les groupes, il ne s’agit pas d’ «hommes/an » , les signataires sont plus nombreux (décalage temps). I. Ripp-Baudot