22 septembre 2015
Conférences d’été en physique des particules : l’heure du premier bilan pour le LHC

Comme tous les ans, les physiciens travaillant sur le LHC ont eu l’embarras du choix pour les conférences de l’été. La saison a commencé avec l’European Physical Society Conference on High Energy Physics (EPS-HEP) qui s’est tenue du 22 au 29 juillet à Vienne. Tout de suite après, du 30 juillet au 1er août, le 6^ème Higgs Hunting s’est déroulé à Orsay. Après une courte pause, le programme a repris avec le 27^ème symposium international Lepton Photon du 17 au 22 août à Ljubljana. Et pour clôturer cette série, la 3^ème Large Hadron Collider Physics Conference (LHCP) a eu lieu du 31 août au 5 septembre à Saint-Pétersbourg.

Premiers résultats à 13 TeV et encore des données du Run 1

En avril 2015, le LHC a redémarré après deux ans d’arrêt pour maintenance. Après plusieurs semaines de montée en puissance, les premières mesures avec l’énergie record de 13 TeV ont pu être faites dès le 3 juin 2015 avec des faisceaux qui circulent avec 476 paquets de 100 milliards de protons et des collisions toutes les 25 nanosecondes. D’ici la fin de l’année, l’objectif est d’augmenter également le nombre de paquets, en vue d’atteindre plus de 2 000 paquets par faisceau.

Lors de la conférence EPS-HEP notamment, les collaborations Atlas et CMS ont présenté les premières mesures à 13 TeV de la production de particules chargées interagissant fortement (des hadrons). Ces mesures sont importantes pour comprendre le mécanisme fondamental de la production des hadrons, et CMS a déjà soumis ce résultat pour publication.

Les expériences du LHC ont également réalisé les premières mesures des sections efficaces à 13 TeV. Il s’agit des quantités liées à la probabilité d’interaction des particules, et leur mesure est essentielle pour identifier tout nouveau phénomène. Par exemple, LHCb et Atlas ont mesuré la section efficace de la production respectivement de paires de quark-antiquark b et de paires de quark-antiquark t, qui est environ deux fois plus élevée à 13 TeV qu’à l’énergie de la première exploitation ("Run 1").

Pendant la conférence LHCP, les physiciens ont présenté, pour la première fois, les récentes découvertes faites conjointement par CMS et Atlas sur les propriétés du boson de Higgs avec les données du Run 1. Plusieurs scientifiques du CNRS et du CEA ont été très fortement impliqués dans l’analyse menant à ces résultats et contribué à la publication.

Vers une précision des résultats avec le Run 2

Autre fait marquant du Run 1 : les expériences Alice et LHCb ont de nouveaux résultats sur les corrélations à longue portée dans les collisions proton-plomb. Les dernières mesures montrent que les "crêtes" observées dans les collisions les plus violentes s’étendent sur des distances longitudinales encore plus grandes. En ce qui concerne les données du Run 2, Atlas a rapporté que la crête située sur le côté proche apparaît dans les collisions proton-proton à 13 TeV, avec des caractéristiques très semblables à celles observées par CMS pendant le Run 1.

De manière générale, les conférences ont également été l’occasion pour toutes les expériences du LHC de présenter un grand nombre de nouveaux résultats du Run 2. Ceux-ci concernent notamment la recherche de la matière noire, de particules supersymétriques et d’autres particules exotiques, ainsi que de nouvelles mesures de précision sur des processus du Modèle standard.

Quelques participants à la conférence Higgs Hunting aux côtés de Martin Veltman, prix Nobel de physique 1999, qui a donné une conférence sur l’histoire du Modèle standard de la physique des particules.
De gauche à droite : Clara Nellist, Michel Davier, Bernardi, Giampiero Passsarino et Martin Veltman © Louis Fayard