ALICE (expérience)

ALICE (expérience)
Nom	ALICE (expérience)
Lieu	CERN, Geneva
Opérateur	CERN
Statut	En service
Début	2008
Domaine	Physique des particules, Physique nucléaire
Site	LHC

ALICE (expérience) est une expérience de physique des hautes énergies située au LHC du CERN à Geneva. Conçue pour étudier la matière nucléaire dans des collisions ion-ion et proton-ion, ALICE rassemble des détecteurs complexes et une collaboration internationale de physiciens issus d'institutions comme CERN, GSI, BNL, LBNL et CENBG. L'objectif est d'explorer des phénomènes liés au plasma de quarks et gluons, aux corrélations collectives et à la chromodynamique quantique.

Présentation

L'expérience opère sur une interaction du faisceau au point d'injection situé dans le tunnel du LHC et utilise des systèmes de traque, d'identification des particules et de calorimétrie fournis par des laboratoires tels que INFN, CNRS, Max Planck Society, University of Tokyo et Princeton University. ALICE a été inaugurée lors des premiers cycles d'exploitation du LHC après des contributions de groupes de DOE et d'agences européennes comme ERC. L'installation coopère avec d'autres expériences au CERN comme ATLAS, CMS et LHCb pour des programmes de physique complémentaires.

Conception et détecteur

Le détecteur central d'ALICE combine un système de points de traçage tel que la Time Projection Chamber développée par des équipes de CERN et de l'Stockholm University, un détecteur à pixels proche du faisceau soutenu par des groupes du KEK et de l'ETH Zurich, ainsi que des détecteurs de temps de vol issus de collaborations entre CERN, GSI et University of Birmingham. Des calorimètres électromagnétiques et hadroniques fournis par Universität Heidelberg, INFN et Imperial College London complètent le spectromètre. Le système inclut des détecteurs de muons avec des chambres à muons développées par des équipes de Universidad de Santiago de Compostela, Universität Zürich et Universidade de São Paulo.

Objectifs scientifiques

ALICE vise à caractériser le plasma de quarks et gluons en mesurant des observables comme la suppression des jets étudiée par des groupes du BNL et de LBNL, l'énergie libre de couleurs étudiée par des théoriciens du IPhT et des propriétés de transport explorées par des équipes du CERN et du Max Planck Institute for Physics. L'expérience étudie aussi la hadronisation non perturbative examinée par des chercheurs du University of Cambridge et de l'Université de Montréal, la production de quarkonia analysée par des groupes du CNRS et de l'INFN, et les fluctuations critiques explorées par des collaborations avec le BNL.

Expérimentation et données

Les prises de données d'ALICE incluent des campagnes en collision plomb-plomb, proton-plomb et proton-proton synchronisées avec le LHC et planifiées en coordination avec CERN et les programmes de physique du LHCb et de ATLAS. Les données sont traitées dans le cadre du Worldwide LHC Computing Grid avec des centres de calcul comme CERN Data Centre, GridKa, NERSC et INFN CNAF. Les analyses reposent sur des logiciels développés en collaboration entre CERN, ATLAS et CMS et utilisent des frameworks théoriques proposés par des groupes du IPhT et de l'Institut Max Planck.

Résultats majeurs

ALICE a fourni des mesures clés de l'écoulement collectifs (v2, v3) corroborant des prédictions hydrodynamiques des équipes de RHIC et du BNL, des études de suppression des hadrons à haute impulsion transversale comparables aux résultats de CMS et ATLAS, et des observations de la production de quarkonia rapprochées des modèles thermiques développés au LLNL et à l'IHEP. L'expérience a aussi mis en évidence des phénomènes de corrélations à longue portée ressemblant à ceux observés au RHIC et étudiés par des groupes du BNL et du Indiana University.

Collaboration et organisation

La collaboration regroupe des centaines de physiciens, ingénieurs et techniciens affiliés à des institutions telles que CERN, INFN, CNRS, GSI, BNL, LBNL, Max Planck Society, University of Tokyo, University of California, Berkeley et Imperial College London. La gouvernance inclut des organes comme le conseil de collaboration, le comité de publication et des coordinations techniques en lien avec des agences de financement telles que ERC, NSF et DFG.

Historique et développements futurs

Le projet a émergé dans les années 1990 avec des propositions déposées auprès du CERN et des contributions de laboratoires nationaux comme INFN et CNRS, suivi par la construction au début des années 2000 et la première prise de données en 2008 après la mise en service du LHC. Les mises à niveau prévues intègrent des améliorations des détecteurs de pixels, des systèmes d'acquisition compatibles avec les développements du Worldwide LHC Computing Grid et des efforts de R&D coordonnés avec des laboratoires comme GSI, TRIUMF et KEK pour l'extension des programmes en collision ion-ion à haute luminosité.

Category:Expériences du LHC