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Nouvelle scientifique

 

Le 31 mars 2016

 

 

Physique des particules : premiers tours dans SuperKEKB

 

Dans les anneaux du nouveau collisionneur de particules SuperKEKB situé au Japon, des faisceaux d'électrons et de positons ont récemment effectué leurs "premiers tours". Ce grand équipement, mis en route avec l'aide de laboratoires français, permettra – comme le LHC – de tester le Modèle standard de la physique des particules. Un programme scientifique ambitieux associant le CNRS devrait y démarrer en 2018.

 

Construit dans le laboratoire KEK de Tsukuba au Japon, SuperKEKB est le premier grand accélérateur mis en œuvre depuis le LHC. Bien que loin d'atteindre les hautes énergies de ce dernier, il sera le plus "lumineux" au monde. La nouvelle machine conçue et construite par une équipe de physiciens et d'ingénieurs japonais produira 40 fois plus de collisions par seconde que son prédécesseur KEKB.

Le principe de cette nouvelle machine est de faire se collisionner des électrons de 7 gigaélectronvolts (GeV) contre des positons (des antiélectrons) de 4 GeV. Électrons et positons circulent dans deux anneaux différents et se rencontrent au point d'interaction où se situera le détecteur Belle II. La luminosité sans précédent du collisionneur permettra d'étudier finement les propriétés de certaines particules comme les quarks b et c ou encore le lepton tau. Le Modèle standard sera ainsi mis à l'épreuve dans ses propriétés les plus subtiles comme la symétrie CP qui pourrait être la clé de la suprématie de la matière sur l'antimatière dans l'Univers.

 

En bas à gauche, le point de collision de SuperKEKB. En arrière plan, le détecteur Belle II / © KEK

 

Premières collisions en 2017

Le 10 février 2016, le collisionneur a réussi à faire circuler et à stocker un faisceau de positons dans les 3 kilomètres de son anneau principal. Le 26 du même mois, c'est un faisceau d'électrons de 7 gigaélectronvolts (GeV) qui a circulé dans l'autre sens. Ces succès autorisent les équipes japonaises à passer à l'étape suivante qui conduira aux premières collisions prévues en 2017.

 

Le CNRS apporte une contribution importante à ce projet via des activités à l'interface entre machine et détecteur. Ainsi, le Laboratoire de l'accélérateur linéaire (LAL, CNRS/Université Paris Sud) a pris en charge un dispositif de contrôle rapide de la luminosité à l'aide de capteurs en diamant artificiel monocristallin, tandis que l'Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC, CNRS/Université de Strasbourg) travaille à caractériser les bruits de fond induits dans le détecteur par les faisceaux à l'aide de détecteurs équipés de capteurs CMOS pixellisés. Les équipes françaises acquièrent ainsi de l'expertise dans des domaines touchant les futurs projets de collisionneurs d'électrons et/ou de positons à plus haute énergie (comme l'International Linear Collider – ILC – au Japon, le futur collisionneur circulaire du Cern et Circular Electron Positron Collider – CEPC – en Chine).

 

Le détecteur Belle II / © KEK

 

Pour en savoir plus

 

Contact chercheur


 

Photos :
Courtoisie de l'High Energy Accelerator Research Organization (KEK) / Source : site internet du KEK

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