Groupe de Recherche en Physique des Hautes Energies | GRPHE (EA 3438)

GRPHE

Le GRPHE est un groupe de recherche fondamentale dans le domaine de la physique des hautes énergies, fondé en 1993. Tout d’abord « jeune équipe », il est labellisé EA3438 depuis 2000. Lors de sa fondation, son activité était dédiée uniquement aux expériences de physique des particules effectuées au CERN à Genève. Cette activité a été élargie depuis 1998 à l’astronomie neutrino de haute énergie. Le groupe est hébergé depuis sa création par l’IPHC (UMR7178, CNRS-IN2P3-INC-INEE, Université de Strasbourg), situé sur le campus de Cronenbourg, à Strasbourg.

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Le GRPHE participe à deux des grandes thématiques de recherche actuelles de la physique des hautes énergies :

L’astronomie neutrinos de haute énergie

Membre de la collaboration ANTARES, qui exploite le télescope sous marin ANTARES au large de Toulon, et de la collaboration KM3NeT, qui construit en Méditerranée un télescope sous marin de seconde génération et de très grand volume.

ANTARES utilise les neutrinos de haute énergie comme sonde de l’univers lointain, permettant ainsi d’ouvrir une nouvelle fenêtre sur notre univers. Les neutrinos produisent, avec une faible probabilité, des muons par interaction avec le milieu terrestre. Ces muons produisent de la lumière Cherenkov dans l'eau, lumière qu'un réseau tridimensionnel de photomultiplicateurs capte, permettant ainsi de reconstruire les caractéristiques du neutrino initial.

L’étude de ces caractéristiques permet une astronomie nouvelle, capable d’explorer plus loin notre univers. La collaboration ANTARES regroupe une vingtaine d'instituts français et européens. La construction d’ANTARES est achevée depuis 2008, et son exploitation est en cours encore à ce jour.

La physique des particules élémentaires sur collisionneur

Membre de la collaboration CMS (Compact Muon Solenoid) : l’une des quatre expériences dédiées au LHC.

Le collisionneur LHC a officiellement délivré ses premiers faisceaux au CERN le 10 septembre 2008. Suite à un disfonctionnement survenu peu après, il a été arrêté et a redémarré le 21 novembre 2009. L’énergie des faisceaux a été progressivement augmentée jusqu’à atteindre une énergie dans le centre de masse de 2,36 TeV, puis 7 et 8 TeV jusqu'à fin 2012. Après un arrêt technique de 2 ans, l'accélérateur entrera en fonctionnement au printemps 2015 avec une énergie de collision de 13 TeV très proche des spécifications prévues lors de sa construction. La collaboration CMS utilise un détecteur polyvalent pour explorer un large éventail de domaines de la physique des particules, de la recherche du boson de Higgs à celle d’autres théories exotiques, en passant par la quête des particules qui pourraient constituer la matière noire présente dans l’univers. Plus de 2000 scientifiques représentant 155 instituts et 37 pays collaborent à cette expérience.

 

Thématiques de recherche - axes scientifiques

Physique des particules : expérience CMS auprès du LHC du CERN

  • contrôle du vieillissement et alignement du détecteur de trajectoires de particules chargées autour du point de collision,
  • investigations phénoménologiques de recherche de nouvelle physique dans le domaine du quark top,
  • outils software pour ces études,
  • analyse de données du détecteur CMS : recherche de super-symétrie.

Astronomie neutrino : télescope ANTARES et projet KM3NET (ORCA)

  • ANTARES : maintenance de la base de données du contrôle asynchrone du détecteur et évolution de cette base pour le détecteur futur de taille km3 (KM3NET),
  • ORCA (Oscillation Research with Cosmics in the Abyss) : il a été récemment proposé d'orienter la 1ère phase du déploiement de KM3NET vers les basses énergies (~ GeV) pour accéder pour la première fois à la détermination de la hiérarchie de masse des neutrinos, encore inconnue. Dans cette optique, l’équipe travaille sur l’optimisation des géométries de détecteur et l’amélioration de la sensibilité du détecteur pour la mise en évidence des oscillations de neutrinos.

 

Faits marquants, réalisations phares

  • 281 publications
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GRPHE

Directrice : Jean-Charles FONTAINE

Adresse :
GRPHE
34 rue du Grillenbreit BP 50568
68008 COLMAR CEDEX

Contact : chantal.racca@uha.fr

Site web : www.grphe.uha.fr

Mots-clés

Physique des particules
Astronomie neutrinos
Télescope à neutrinos
Expérience LHC au CERN
Boson de Higgs
Super-symétrie
Etude de détecteurs de trajectoires
Logiciels d’analyse de données
Phénoménologie
Optimisation de géométrie de détecteur

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