Laboratoire de l'accélérateur linéaire
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Le Laboratoire de l'accélérateur linéaire ou LAL est une unité mixte du CNRS de l'IN2P3 et de l'université de Paris XI.
Il est situé sur le campus d'Orsay et occupe les batiments 200 à 208, situés dans la vallée. L'essentiel des activités de recherche du LAL est centré sur la physique des particules, mais depuis quelques années certains chercheurs s'orientent aussi vers l'astrophysique et plus particulièrement vers la cosmologie .
Il emploie à ce jour (2004) 100 chercheurs et 238 ITA (ingénieurs, techniciens, administratifs) qui travaillent dans les domaines suivants :
- accélérateurs (23),
- administratifs (38),
- électronique (60),
- informatique (24),
- infrastructure (31),
- mécanique (62),
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Historique
Sous l'impulsion de son directeur le professeur Yves Rocard, le laboratoire de physique de l'École normale supérieure de la rue d'Ulm à Paris démarre en 1955 la construction du LAL à Orsay pour donner aux scientifiques un accélérateur d'électrons .
La construction sera achevée en 1958 et les premières expériences auront lieu en 1959.
Le personnel est composé des chercheurs et du personnel technique de l'ENS Ulm trop à l'étroit dans ses locaux parisiens. La première tranche d'énergie de 1,3 GeV (1 Giga électonvolt = 109eV) sera achevée en 1962, ainsi que l'anneau de collision électrons-positrons ACO (Anneau de collision d'Orsay) qui est un accélérateur circulaire où est étudiée l'annihilation matière-antimatière.
De 1965 à 1968 construction de la dernière tranche qui porte l'énergie à 2,3 GeV. À cette époque, le LAL est un des plus grands laboratoires au monde dans le domaine de la physique des hautes énergies. Mais, peu à peu, des outils plus performants au CERN ou à DESY (Hambourg) vont éloigner les physiciens ce cet outil de proximité.
En 1973 un nouveau laboratoire se crée pour utiliser le faisceau de l'accélérateur, il s'agit du LURE (Laboratoire pour l'utilisation du rayonnement électromagnétique).
L'année 1976 voit la mise en service de l'anneau de stokage et de collision DCI pour la physique des particules et en tant que source de rayons X pour le LURE.
En 1985 le LAL et le LURE deviennent deux entités distinctes. Le LURE continue à exploiter l'accélerateur, ACO et DCI, tandis que le personnel du LAL participe de plus en plus à des grosses expériences internationales.
À partir de 1987 une partie de l'activité du LAL va s'orienter vers des expériences de physique sans accélérateur et vers l'astrophysique.
En 2001 une société civile appelée Soleil reprend en les dévelopant les expériences du LURE.
En décembre 2003, le LURE cesse l'exploitation de ses deux synchrotrons (DCI et SuperACO) et de son accélérateur d'électrons le (Linac).
En 2004 commence le démentèlement de l'accélérateur linéaire qui va durer entre cinq et dix ans.
Les activités techniques et de recherche continuent au LAL en participant aux différentes expériences internationales dans lesquelles les équipes sont impliquées depuis de nombreuses années.
Durant ces presque cinquante ans d'existence, dix directeurs se seront succédé à la tête du Laboratoire de l'accélérateur linéaire :
- 1955 Fondation par M Yves Rocard
- 1956-1961 M. Henri Halban
- 1961-1969 M. André Blanc-Lapierre
- 1969-1975 M. André Lagarigue
- de janvier à mars 1975 M. Pierre Lemhann, suite au décès brutal d'André Lagarigue.
- 1975-1985 M. Jean Perrez y Jorba
- 1985-1994 M. Michel Davier
- 1994-1998 M. Jacques Lefrançois
- 1998-2002 M. François Richard
- 2002.. M. Bernard d'Almagne.
Domaines de recherche
Les domaines de recherche des physiciens du LAL sont les suivants :
Physique des particules
Auprès des accélérateurs
Expériences ALEPH et DELPHI : ces deux expériences étaient installées aupres du Collisioneur électron positron (LEP). Leur construction a duré près de dix ans, la prise de données aussi. Cela a permis de rechercher en particulier le Boson de Higgs, elles sont maintenant terminées.
Expérience Atlas : cette expérience est une énorme collaboration internationale puisque, depuis dix ans, 1 700 personnes (physiciens et ingénieurs) sont dans ce projet. Elle sera installée auprès du LHC qui est un collisionneur proton-proton qui va fournir une énergie de plusieurs TeV(Tera électronvolt=1012 eV) et un taux de collision cent fois supérieur à celui des collisioneurs plus anciens. Le détecteur Atlas est composé de trois sous-systèmes. Le LAL est impliqué dans l'un de ses ensembles : le calorimètre électromagnétique.
Expérience Lhcb(Large hadron collider beauty experiment) : Comme son nom l'indique cette expérience sera installée auprès du LHC, elle étudiera la violation de la symétrie particule-antiparticule lors de la désintégration de mésons « beaux » (méson B). Les dix milliards de particules générées quotidiennement au point d'interaction permettront la mesure des diverses manifestations de cette dissymétrie. Peut-être y trouvera-t-on l'explication de l'absence d'antimatière dans la nature. C'est ausi une collaboration internationale au sein de laquelle le LAL a en charge l'électronique associée aux calorimètres.
- Auprès de l'accélérateur HERA à Hambourg : expérience H1 à DESY
- À Fermilab à Chicago : expérience D0
- À Stanford États-Unis : expérience Babar
Physique du neutrino
Expérience NEMO : pour être à l'abri du rayonnement cosmique, le detecteur NEMO 3 est installé dans le laboratoire souterrain de Modane (LSM), grotte située perpendiculairement au tunnel routier dans le tunnel du Fréjus environ à égale distance de l'Italie et de la France . Le but de l'expérience et de déterminer la nature des neutrinos. NEMO signifie Neutrino Ettore Majorana Observatory. Avec cette expérience on cherche à répondre à deux questions :
- Le neutrino est-il une particule différente ou identique à son antiparticule ?
- Le neutrino a-t-il une masse ? et, si oui, pourquoi cette masse est-elle si faible ?
Le LAL s'est impliqué d'un point de vue technique dans la construction mécanique du détecteur et dans l'électronique d'aquisisition des données .
Expérience Opera (Oscillation project whith emulsion tracking apparatus) : un faisceau de neutrinos produits par le LHC au CERN à Genève va parcourir 732 km à travers la croute terrestre pour arriver dans le laboratoire du Gran Sasso près de l'Aquila en Italie. Là deux grands détecteurs de quelques milliers de tonnes chacun attendent ces neutrinos. C'est une collaboration internationale de trente laboratoires, la prise de données devrait commencer en 2005.
Astrophysique
- Expérience Planck lancement de la sonde dans l'espace en 2007:
- Expérience EROS à la Silla dans la cordillière des Andes au Chili :
- Expérience Auger à Malargüe en Argentine :
- Expérience Virgo à Cascina, à côté de Pise en Italie : c'est un détecteur interférométrique d'ondes gravitationnelles. Le projet a été initié en 1993 et l'instalation des bras s'est terminée en 2002. Le principe est celui d'un interféromètre de Michelson mais dont les bras mesurent 3 km de long ce qui est énorme, et techniquement très difficile à réaliser, car il faut à l'intérieur des bras un vide mieux que 10-8mb. Huit physiciens du LAL travaillent sur cette expérience ainsi qu'une équipe technique pour l'étude et le suivi en usine de la fabrication des tubes formant les bras, et pour le contrôle commande de la source lumineuse (un laser de puissance).
En projet
ILC(International linear collider) anciennement FLC pour Future linear collider : c'est un collisionneur électrons positrons de très hautes énergies et forte luminosité qui pourrait voir le jour après 2015, dans le cadre d'une collaboration mondiale. Il pourrait faire progresser la recherche par des mesures de précision : du ou des bosons de Higgs, du quark top, des particules supersymètriques, des couplages des bosons Z et W
liens externes
un peu plus sur l'expèrience Opera