Physique

L’IN2P3 exerce les missions nationales d’animation et de coordination dans les domaines de la physique nucléaire, de la physique des particules et des astroparticules, des développements technologiques et des applications associées, notamment dans le champ de la santé et de l’énergie. Ces recherches visent à explorer la physique des particules et des noyaux atomiques, les interactions fondamentales et les connexions entre l’infiniment petit et l’infiniment grand. Le Centre de Calcul de l’IN2P3 soutient les recherches dans toutes ces disciplines au travers de la fourniture de ressources et services informatiques. Dans cette rubrique, sont présentées quelques expériences internationales emblématiques supportées par le CC-IN2P3.

Physique des particules

La physique des particules ou physique subatomique a pour objet l’étude des constituants élémentaires de la matière et de leurs interactions. On l’appelle aussi parfois physique des hautes énergies car de nombreux constituants élémentaires, instables, n’existent pas à l’état naturel et peuvent seulement être détectés lors de collisions à hautes énergies entre particules stables dans les accélérateurs de particules. Les énergies mises en jeu correspondent à celles des tous premiers instants de l’univers, quelques fractions de secondes après le big-bang.

LHC

LHC

Installé au CERN près de Genève, le LHC (Large Hadron Collider) permet de réaliser des collisions de particules à de très grandes énergies. L’énergie libérée lors de ces collisions se matérialise en particules dont l’analyse (comptage, identification, mesure de leur énergie, etc.) permet de tester les théories actuelles régissant le monde des particules élémentaires. En 2012, il confirme l’existence du boson de Higgs, dernière particule non observée de la théorie du Modèle Standard.
Afin d’analyser les données issues de l’accélérateur, un projet mondial de grille de calcul a été mis en œuvre : le projet W-LCG (Worldwide LHC Computing Grid). Cette infrastructure intègre la capacité de centres de calcul scientifiques distribués à travers l’Europe, l’Amérique et l’Asie.
Le CC-IN2P3 est l’un des 14 centres mondiaux de traitement de premier niveau des données du LHC et l’un des quatre seuls centres qui devront fournir la capacité de stockage et de calcul pour l’ensemble des quatre expériences installées sur l’accélérateur.
En savoir plus

Physique nucléaire

La matière est constituée de molécules, elles-mêmes constituées d’atomes. Ceux-ci sont formés d’un noyau central entouré par un nuage électronique. La physique nucléaire est la science qui s’intéresse à la structure du noyau et à l’ensemble des phénomènes physiques le faisant intervenir (fission, fusion, diffusion, radioactivité…). Elle trouve de nombreux domaines d’applications : astrophysique, médecine (IRM, radiologie, radiothérapie…), production d’énergie.

agata

AGATA

Le projet AGATA a pour but de construire un spectromètre gamma 4Pi d’une nouvelle génération constitué entièrement de détecteurs Germanium. Ces détecteurs multi-segmentés sont sensibles à la position de l’interaction des rayons gamma et permettent ainsi d’obtenir une reconstitution de traces, concept nouveau en spectroscopie. Ce spectromètre ultime, d’une efficacité et d’une sensitivité inégalées, est adapté aux conditions expérimentales extrêmes de la prochaine génération d’accélérateurs d’ions stables et radioactifs pour étudier la structure atomique des noyaux aux limites de leur stabilité.
En savoir plus
CNRS_20160093_0099-bleu

SPIRAL 2

SPIRAL 2 (Système de production d’Ions Radioactifs en Ligne de 2ème génération) est un projet d’accélérateur de particules linéaires pour des études de physique nucléaire fondamentale et de recherches interdisciplinaires. Cette installation, aussi grande que les installations d’origine du GANIL, produira des faisceaux uniques au monde.
En savoir plus

Physique des astroparticules

L’astroparticule, ou physique des astroparticules est un domaine, à l’intersection de la physique des particules, de l’astronomie et de la cosmologie. Son objectif est de comprendre l’Univers dans son ensemble : à toutes les échelles (des neutrinos aux galaxies), ses composants (étoiles, trous noirs, matière noire…), les interactions entre ceux-ci (mécanique céleste, ondes gravitationnelles…) et leur rôle dans l’évolution cosmique, et son histoire (Big Bang, expansion…).

LSST

LSST

Implanté au Chili, le Large Synoptic Survey Telescope (LSST) est un télescope de 8.4 mètres de diamètre équipé d’une caméra comptant 3.2 milliard de pixels. A partir de 2022, le télescope photographiera le ciel de manière systématique durant 10 ans : chaque portion du ciel sera revisitée toutes les quatre nuits, créant ainsi un film en 3 dimensions de la portion d’univers visible depuis le site. L’un des objectifs de ces observations est de mesurer avec une précision inégalée les quantités physiques associées à l’énergie noire qui tend à accélérer l’expansion de l’univers.
En savoir plus

Cosmologie

La cosmologie est la branche de l’astrophysique qui étudie l’origine, la nature, la structure et l’évolution de l’Univers. Elle ne s’intéresse pas aux objets cosmiques mais cherche à connaître lois auxquelles ils obéissent. La cosmologie tente de regrouper toutes les connaissances de l’Univers en un tout cohérent.

La cosmologie s’appuie sur trois observations : l’expansion de l’Univers, le fond du rayonnement cosmologique et la composition chimique de l’Univers. La cosmologie a recours à la théorie générale pour décrire l’Univers dans son ensemble.

euclid

EUCLID

En 2020, le satellite européen Euclid quittera la Terre pour une mission hors-norme : cartographier tout un pan de l’Univers, afin de comprendre pourquoi l’expansion de l’Univers s’accélère et la nature de l’énergie sombre responsable de cette inflation.
Euclid est un télescope spatial avec un instrument pour la lumière visible et un instrument pour le rayonnement infrarouge. Lors de sa mission, d’une durée de 6 ans minimum, il mesurera la déformation lenticulaire gravitationnelle de plus d’un milliard de galaxies et la façon dont celles-ci sont distribuées dans l’espace. Ces mesures devraient permettre de caractériser la nature de l’énergie sombre.
Pas moins de dix laboratoires français sont impliqués dans cette expérience.
En savoir plus
fetch-php_bleu

CTA

CTA (« Cherenkov Telescope Array ») est le projet européen de grand réseau de télescopes Cherenkov de nouvelle génération en astronomie gamma des très hautes énergies.

La génération actuelle des télescopes Cherenkov tels que H.E.S.S. a ouvert le domaine de l’astronomie gamma au sol dans le domaine d’énergie au-dessus de quelques dizaines de GeV. Le projet suivant, CTA, permet quant à lui d’explorer en profondeur notre univers en rayons gamma de très hautes énergies et d’étudier pleinement les processus cosmiques non-thermiques en jeu.

En savoir plus

Cet article est également disponible en : Anglais