Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM)

Équations décrivant, le mécanisme de production (à gauche) et d’interaction d’un neutrino (à droite). Les neutrinos ne peuvent être détectés qu’indirectement à partir des produits issus de leur interaction avec la matière. Une fois détectée, l’énergie du neutrino est estimée à partir de celle des particules produites lors de l’interaction. Certaines particules n’étant pas détectables, l'énergie du neutrino est obtenue avec une précision limitée. Pour améliorer cette précision, une autre méthode…

Les lignes de détection de l’expérience KM3NeT, ici en cours de calibration, permettent de créer de gigantesques détecteurs à neutrino en instrumentant de grands volumes d’eau, plusieurs millions de mètres cubes, au fond des mers ou des lacs profonds. Lorsqu’un neutrino interagit dans l’eau, il produit des particules chargées dans le sillage desquelles un cône de lumière – le rayonnement Tcherenkov – apparait et peut être détecté par les capteurs des lignes de mouillages KM3NeT. Les détecteurs…

Les lignes de détection de l’expérience KM3NeT, ici en cours de montage, permettent de créer de gigantesques détecteurs à neutrino en instrumentant de grands volumes d’eau, plusieurs millions de mètres cubes, au fond des mers ou des lacs profonds. Ces lignes sont enroulées sur une structure sphérique qui est déposée sur le fond marin. Un robot vient alors libérer la sphère de son ancre (en jaune) qui en remontant par flottaison déroule la ligne de détection. Lorsqu’un neutrino interagit dans l…

Ce détecteur à pixels, le GigaTracKer, permet de reconstruire individuellement les trajectoires de plus d’un milliard de particules par seconde. Développée par l’expérience NA62 au CERN, cette technologie a permis de montrer la faisabilité d’une nouvelle méthode de caractérisation des neutrinos. Celle-ci consiste à mesurer les propriétés d’un neutrino à partir de la désintégration qui la produit. Les précisions atteignables par cette technique sont inégalables. Le concept de cette méthode fut…

Vue détaillée du détecteur à pixels, le GigaTracKer, permet de reconstruire individuellement les trajectoires de plus d’un milliard de particules par seconde. Développée par l’expérience NA62 au CERN, cette technologie a permis de montrer la faisabilité d’une nouvelle méthode de caractérisation des neutrinos. Celle-ci consiste à mesurer les propriétés d’un neutrino partir de la désintégration qui la produit. Les précisions atteignables par cette technique sont inégalables. Le concept de cette…

Le calorimètre de l’expérience NA62 au CERN, formé par 20 tonnes de Krypton liquide, permet de détecter des neutrinos produits par les désintégrations de kaons en muons et neutrinos. Les autres instruments de l’expérience NA62 permettent de reconstruire ces désintégrations et de les associer aux neutrinos détectés dans le calorimètre au krypton liquide. Grâce à cette association, les propriétés des neutrinos peuvent être estimées avec une précision inégalée ouvrant de nouvelles perspectives…

Ce dispositif expérimental peut être utilisé pour étudier les neutrinos. Les propriétés de ces particules élémentaires sont encore très mystérieuses et pourraient être à l’origine de la disparition de l’antimatière primordiale. Ces particules sont parmi les plus abondantes de l’Univers. Chaque seconde, cent mille milliards de neutrinos, émis par le soleil, traversent chacun d’entre nous. La probabilité que ces particules interagissent est si faible, qu’au cours de notre vie, moins d’une poignée…

À l’intérieur de cette enceinte de vide se trouve le GigaTracker de l’expérience NA62. Ce détecteur est capable de reconstruire individuellement les trajectoires de plus d’un milliard de particules par seconde. Il permet ainsi de reconstruire précisément les désintégrations d’un faisceau de kaon en muons et neutrinos. Les autres instruments de l’expérience NA62 permettent de détecter ces neutrinos et de les associer individuellement à la désintégration les ayant produits. Grâce à cette…

Cette vue d’artiste illustre la disparition de l’antimatière qui demeure l’un des plus profonds mystères de la physique. L’antimatière, possède des propriétés inverses à celle de la matière. Ainsi un antiélectron, e+, porte une charge inverse à celle d’un électron, e-. Les lois connues de la physique sont telles, qu’observée dans un miroir qui inverserait ses propriétés, une particule de matière serait indiscernable de son antiparticule. Ainsi, depuis le Big Bang, matière et antimatière…

Un faisceau de kaons traverse toute l’expérience NA62 (de droite à gauche) dans un tube à vide, visible au centre de la photo. Lorsqu’un kaon se désintègre il produit un neutrino et un muon qui s’échappent du tube à vide et traversent les détecteurs qui l’entourent. La cuve grise, contient 9 000 litres de krypton liquide qui forment le calorimètre de l’expérience dans lequel les neutrinos peuvent interagir et être détectés. Ces détections sont rarissimes : sur un milliard de neutrinos…

La première observation d’un candidat neutrino "taggué" auprès de l’expérience NA62 au CERN a permis de démontrer la faisabilité d’une nouvelle méthode pour la physique des neutrinos. Celle-ci propose de suivre les neutrinos depuis leur production, par les désintégrations de kaons, jusqu’à leur interaction dans un détecteur à neutrino. L’analyse des signaux déposés dans les détecteurs par plus d’une centaine de milliards de désintégrations de kaons vers un neutrino et un muon a permis de mettre…

Ensemble de tuiles de verre collées d'épaisseur 1 mm qui composent un des disques de diamètre 300 mm du prototype du futur détecteur d'axions de l'expérience MadMax (Magnetized disc and mirror axion experiment). La matière noire est une des grandes énigmes actuelles de la physique fondamentale. Bien qu’elle représente 85 % de la masse totale de l’univers, sa nature reste inexpliquée par le modèle standard de la physique des particules. Cette théorie classifie les particules fondamentales et…

Banc de développement entièrement automatisé qui contrôle toutes les données environnementales et pilote la position spatiale de la source ponctuelle du plateau technique PICA (Plateau infrarouge de caractérisation) du Centre de physique des particules de Marseille (CPPM). PICA est conçu pour caractériser finement des détecteurs et des capteurs bas bruit dans l'infrarouge proche, pour des longueurs d'onde entre 800 et 2500 nm. Il bénéficie d’une salle blanche équipée de deux cryostats…

Carte Intermezzo, ici montée sur une carte d'évaluation, conçue par le Centre de physique des particules de Marseille (CPPM) pour l’expérience Atlas. Le détecteur de particules polyvalent Atlas du Grand collisionneur de hadrons (LHC) étudie des domaines de physique très variés, de la recherche du boson de Higgs aux particules qui pourraient former la matière noire. Le CPPM est notamment en charge de l'électronique d'acquisition pour la future version du calorimètre électromagnétique, qui sera…

Diode infrarouge équipant le démonstrateur interféromètre laser de la mission spatiale LISA, caractérisée sur le plateau technique PICA (Plateau infrarouge de caractérisation) du Centre de physique des particules de Marseille (CPPM). PICA est conçu pour caractériser finement des détecteurs et des capteurs bas bruit dans l'infrarouge proche, pour des longueurs d'onde entre 800 et 2500 nm. Il bénéficie d’une salle blanche équipée de deux cryostats permettant de descendre à des températures de …

Banc de tests et caractérisation en irradiation des puces microélectroniques prototypes en technologie TSMC 65nm, développées par le Centre de physique des particules de Marseille (CPPM) dans le cadre du projet RD53. Cette collaboration de recherche et développement du CERN a pour objectif de développer la prochaine génération de puces électroniques de lecture. Ces puces seront intégrées dans les détecteurs à pixels (détecteurs à rayonnements ionisants) des expériences Atlas et CMS du Grand…

Inspection à la loupe numérique des soudures de la carte Intermezzo de retour de câblage pour l'expérience Atlas. Le détecteur de particules polyvalent Atlas du Grand collisionneur de hadrons (LHC) étudie des domaines de physique très variés, de la recherche du boson de Higgs aux particules qui pourraient former la matière noire. Le Centre de physique des particules de Marseille (CPPM) est notamment en charge de l'électronique d'acquisition pour la future version du calorimètre…

Structure de support en treillis carbone ultra léger de l'expérience Atlas/Itk-Pixel pour l’amélioration du Grand collisionneur de hadrons (LHC). Ce type de structure sert de support aux capteurs à pixels hybrides qui sont installés sur le tonneau externe ("Outer Barrel") du nouveau trajectographe à pixels (Itk-Pixel) de l'expérience Atlas. Le détecteur de particules polyvalent Atlas du Grand collisionneur de hadrons (LHC) étudie des domaines de physique très variés, de la recherche du boson de…

Banc de tests d'acquisition de données pour l'expérience Atlas Calorimètre à Argon Liquide. Il est constitué de différentes cartes électroniques connectées par des fibres optiques : LATOME (dans le boitier noir), LATOME-Test (visible sur l'image) et FELIX (absente de l'image). Ce montage permet de tester les performances logiciel (software), micrologiciel (firmware) et matériel (hardware) de différents éléments qui entreront dans l'électronique du Calorimètre à Argon Liquide dans les années…

Banc de mesure-contrôle-commande de la séquence d’alimentation du FPGA dernière génération embarqué sur la carte LASP (Liquid Argon Signal Processor) développée par le Centre de physique des particules de Marseille (CPPM) pour l’expérience Atlas. Le détecteur de particules polyvalent Atlas du Grand collisionneur de hadrons (LHC) étudie des domaines de physique très variés, de la recherche du boson de Higgs aux particules qui pourraient former la matière noire. Le CPPM est notamment en charge de…

Micro-soudure sur la carte électronique Sensor Board développée par le Centre de physique des particules de Marseille (CPPM). Cette carte, équipée de nombreux capteurs de température, a été mise au point lors de la conception de la carte LASP (Liquid Argon Signal Processor) pour valider les longues liaisons I2C de transmission des données des capteurs. Le détecteur de particules polyvalent Atlas du Grand collisionneur de hadrons (LHC) étudie des domaines de physique très variés, de la recherche…

Puce prototype Monitoring ADC en technologie TSMC 65nm, photographiée avant son intégration dans la puce finale ITKPixV2. La puce Monitoring ADC est développée par le Centre de physique des particules de Marseille (CPPM) dans le cadre du projet RD53. Cette collaboration de recherche et développement du CERN a pour objectif de développer la prochaine génération de puces électroniques de lecture. Ces puces seront intégrées dans les détecteurs à pixels (détecteurs à rayonnements ionisants) des…

Caractérisation de la planéité d'un disque en tuiles de verre par métrologie sans contact, pour le prototype du futur détecteur d'axions de l'expérience MadMax (Magnetized disc and mirror axion experiment). La matière noire est une des grandes énigmes actuelles de la physique fondamentale. Bien qu’elle représente 85 % de la masse totale de l’univers, sa nature reste inexpliquée par le modèle standard de la physique des particules. Cette théorie classifie les particules fondamentales et explique…

Réalisation de bancs de tests d'acquisition de données pour l'expérience Atlas Calorimètre à Argon Liquide. Test des performances de prototypes de cartes électroniques développées pour la future la chaîne d’acquisition de données du calorimètre. Le détecteur de particules polyvalent Atlas du Grand collisionneur de hadrons (LHC) étudie des domaines de physique très variés, de la recherche du boson de Higgs aux particules qui pourraient former la matière noire. Pour assimiler le flux de données…

Outillage d'assemblage des capteurs à pixels hybrides (au second plan) de l'expérience Atlas/Itk-Pixel et prototype de détecteur en silicium (au premier plan), développés par le Centre de physique des particules de Marseille (CPPM). Il permet d’assembler par collage les capteurs sur des structures porteuses. Quatre mille capteurs de ce type sont montés dans six sites répartis dans le monde. Ils sont destinés au tonneau externe ("Outer Barrel") du nouveau trajectographe à pixels (Itk-Pixel) de l…

Carte Intermezzo, ici montée sur une carte d'évaluation, conçue par le Centre de physique des particules de Marseille (CPPM) pour l’expérience Atlas. Le détecteur de particules polyvalent Atlas du Grand collisionneur de hadrons (LHC) étudie des domaines de physique très variés, de la recherche du boson de Higgs aux particules qui pourraient former la matière noire. Le CPPM est notamment en charge de l'électronique d'acquisition pour la future version du calorimètre électromagnétique, qui sera…

Mesure de la chaîne analogique de la carte DAQTEMP, développée par le Centre de physique des particules de Marseille (CPPM) pour le projet Temporal. Ce projet de recherche industrielle vise à mettre au point une caméra permettant de détecter les rayons gamma et de visualiser leur localisation et leur intensité sur une image d’une zone cartographiée (caméra Compton). Elle est basée sur un nouveau concept, "l’imagerie temporelle", qui utilise la distribution de la lumière et du temps de chaque…

Carte PCIe40 développée par le Centre de physique des particules de Marseille (CPPM), intégrée dans son serveur pour le système d’acquisition de l’expérience LHCb (Large Hadron Collider beauty). L'expérience LHCb effectue des mesures de précision lors de la désintégration des hadrons beaux et charmés, afin d’explorer les différences entre matière et antimatière. Le CPPM est notamment en charge de l’électronique d’acquisition pour sa future version. Cette électronique doit permettre de lire en…

Mesure d'absorption du radon dans des matériaux microporeux dans le cadre du projet MicroRadon. Le plateau Radon du Centre de physique des particules de Marseille (CPPM) a pour objectif d’étudier les processus de base (émanation et transport) à travers lesquels le radon peut devenir l’une des principales sources de bruit de fond pour des expériences de physique et astrophysique des particules à basse énergie, comme la recherche directe de la matière noire ou l’étude de la nature du neutrino…

Développement, au Centre de physique des particules de Marseille (CPPM), de l'interface graphique permettant de contrôler et monitorer des cartes électroniques d'acquisition de données pour l'expérience Atlas Calorimètre à Argon Liquide (cartes LTDB). Le détecteur de particules polyvalent Atlas du Grand collisionneur de hadrons (LHC) étudie des domaines de physique très variés, de la recherche du boson de Higgs aux particules qui pourraient former la matière noire. Pour assimiler le flux de…

Baies de stockage de la grille de calcul du Centre de physique des particules de Marseille (CPPM). Cette grille est intégrée dans le projet européen EGI-Inspire, qui a pour objectif de mettre en place une infrastructure de grille européenne, et dans la grille de calcul du Grand collisionneur de hadrons LHC (WLCG). Une grille de calcul est un dispositif informatique qui permet à ses utilisateurs de stocker des données et de réaliser des calculs en se connectant via Internet à un réseau de…

Emetteur-récepteur optique 25 Gigabits/s monté sur la carte Intermezzo, conçue par le Centre de physique des particules de Marseille (CPPM) pour l’expérience Atlas. Le détecteur de particules polyvalent Atlas du Grand collisionneur de hadrons (LHC) étudie des domaines de physique très variés, de la recherche du boson de Higgs aux particules qui pourraient former la matière noire. Le CPPM est notamment en charge de l'électronique d'acquisition pour la future version du calorimètre…

Câblage de la carte électronique Sensor Board développée par le Centre de physique des particules de Marseille (CPPM) pour l'expérience Atlas. Cette carte, équipée de nombreux capteurs de température, a été mise au point lors de la conception de la carte LASP (Liquid Argon Signal Processor) pour valider les longues liaisons I2C de transmission des données entre capteurs. Le détecteur de particules polyvalent Atlas du Grand collisionneur de hadrons (LHC) étudie des domaines de physique très…