Particules

Le groupe Particules a développé son activité principale au cours de la dernière décennie autour des neutrinos, explorant leur rôle dans l'évolution de l'univers, dans les phénomènes astrophysiques et dans la phénoménologie de la physique des particules. Le groupe a été et est impliqué dans un certain nombre d'expériences visant à mesurer avec précision les paramètres d'oscillation et à tester le paradigme des trois neutrinos (Double Chooz, DUNE, ORCA, Borexino), à déterminer l'ordre de masse des neutrinos (ORCA, DUNE), et mesure de la phase de violation de CP (DUNE). L'avantage de cette approche multiple est aussi d'avoir accès à plusieurs sources de neutrinos comme la Terre et le Soleil (Borexino), les réacteurs (Double Chooz), l'atmosphère (ORCA, DUNE), et les accélérateurs (DUNE).
 

Credit: KM3NeT collaboration
Credit: DUNE collaboration
Defeating the background in the search for dark matter – CERN Courier
Credit: DarkSide collaboration
Credit: ATLAS collaboration

Si certaines expériences du groupe ont abouti à leurs conclusions naturelles (Double Chooz et Borexino), le groupe a élargi son champ d'intérêt à la recherche directe de matière noire en participant au projet DarkSide. En effet, la physique des neutrinos de basse énergie et la physique de la matière noire partagent de nombreuses techniques expérimentales et des défis tels que ceux liés à la très faible contamination radioactive. Très récemment, le groupe a complété son portefeuille scientifique en intégrant une activité principalement centrée sur l'étude du boson de Higgs dans des expériences de collisionneurs, comme le détecteur ATLAS au LHC et au FCC.

L'action de recherche du groupe peut donc se décliner en trois grands axes :
- des tests de précision pour vérifier le modèle standard de la physique des particules (boson de Higgs), la recherche d'effets au-delà du Modèle Standard (mélange de neutrinos, matière noire), physique des astroparticules (supernova, détection des neutrinos terrestres et solaires).

Les intérêts du groupe ont une grande complémentarité et se chevauchent. Le groupe contribue à trois expériences sensibles à l'ordre de masse des neutrinos qui utilisent deux types de technologie de détection différents (effet Chérenkov utilisant l'eau comme milieu et une chambre à projection temporelle à argon liquide), quatre sources différentes de neutrinos (atmosphérique, réacteur, solaire et faisceau) et exploitent deux mécanismes physiques sous-jacents : l'effet matière (ORCA et DUNE) et les oscillations du vide (Borexino). Cette complémentarité ultérieure ouvrira des voies intéressantes pour de futures analyses combinées et l'objectif plus large de confirmer le paradigme des trois neutrinos. Malgré la différence de technologie, nous développons des synergies, notamment liées à la détection des photons et l'électronique et l'acquisition associées (DUNE et DarkSide).
 
Les neutrinos et le boson de Higgs, bien que faisant partie du modèle standard, sont les deux particules connues les plus susceptibles de permettre, par leur étude, des découvertes au-delà du modèle standard. Les mesures des propriétés des neutrinos (ORCA et DUNE) et du boson de Higgs (ATLAS et FCC) et la recherche de minuscules écarts par rapport à la théorie dans les expériences de physique des particules basées sur des accélérateurs ou des collisionneurs reposent sur des principes de détection et des techniques d'analyse similaires. La présence de ces deux thématiques au sein d'une même équipe de physique des particules à l'APC devrait donc renforcer son potentiel de découverte et bénéficier à toutes les parties concernées.
 
Le groupe a également un projet transversal (LEAK) pour exploiter les synergies et la complémentarité de la détection des neutrinos des supernovae à effondrement de cœur en exploitant les différents canaux d'interaction de DUNE, DarkSide et KM3NET/ORCA.


L'équipe Particules


Chef de groupe : Giovanni Marchiori

Membres de l'équipe

  • BERNARDI Gregorio
  • BOMBEN Marco    
  • CRIBIER Michel    
  • DAWSON Jaime    
  • DE ABREU BARBOSA COELHO Joao    
  • EL HEDRI Sonia    
  • FRANCO Davide    
  • KOUCHNER Antoine    
  • LASSERRE Thierry    
  • MARCHIORI Giovanni    
  • MIRONOV Camelia
  • PATZAK Thomas    
  • SACERDOTI Sabrina    
  • TONAZZO Alessandra
  • TROCME Benjamin
  • VAN ELEWYCK Véronique    
  • VANNUCCI Francois   
  • VIGNAUD Daniel    
Post-docs
  • DUVERNE Pierre-Alexandre
  • GOOS Isabel
  • HESSEL Timothée
  • LI Tong
PhDs 
  • GALLI Matteo
  • I CHEONG Hong
  • MALOIZEL Alexis
  • MACHTS Janna
  • NIKOLOUDAKI Evangelia
  • PULLIA Dario   
  • SIRONNEAU Camille

Pour plus d'information, voir le rapport d'activité du laboratoire (2017-2021)



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