Une bourse ERC pour la recherche de nouvelle physique au LHC

Depuis sa formulation dans les années 70, le Modèle standard de la physique des particules s’est avéré une description particulièrement réussie et prédictive de notre monde aux échelles subatomiques. Il permet de décrire la matière qui nous entoure en deux familles de six quarks et six leptons ainsi que leurs interactions en quatre bosons. À cela s’ajoute le boson BEH (Brout-Englert-Higgs), récemment découvert au LHC. Néanmoins, le Modèle standard est en contradiction fondamentale avec des théories non moins solides qui décrivent l'Univers. Par exemple, quand nous observons étoiles et galaxies, nous pouvons estimer leur masse de deux manières : en mesurant la quantité et le type de lumière qu'ils émettent ou en comparant leurs mouvements aux équations de la relativité générale. Le désaccord flagrant entre ces deux méthodes a permis de conclure à l'existence de "matière noire" non prévue par le Modèle standard des particules. Pour cette raison et d'autres contradictions, les physicien.ne.s estiment que le Modèle standard est inachevé et qu'une théorie plus fondamentale est nécessaire.

Le projet RECEPT

Afin d'apercevoir des signes d’une théorie plus fondamentale au-delà du Modèle standard, il est crucial d'en examiner les prédictions avec une précision toujours plus élevée. Parmi elles, "l’universalité leptonique" prévoit que les électrons, muons et taus, tous membres de la famille des leptons, doivent se comporter de la même manière et être produits en égale quantité lors de désintégrations. Le projet RECEPT va utiliser les données de l'expérience LHCb, basée au Grand collisionneur de hadrons (LHC) au Cern, en collaboration avec 69 instituts dans 16 pays. Pendant la première phase du projet, les chercheur.e.s analyseront les désintégrations de particules contenant un quark beau (b). En outre, les scientifiques du projet RECEPT joueront un rôle essentiel dans l’amélioration du détecteur de LHCb prévue pour la phase 2 du LHC, appelée "LHC haute luminosité", qui multipliera par 100 le volume des données. Compte-tenu de la taille des données à analyser et surtout à stocker, les chercheur.e.s développeront dans un deuxième temps un système permettant une analyse en temps réel. Cela leur permettra alors d’étudier les désintégrations des particules contenant un quark étrange (s). Les deux phases du projet RECEPT fourniront les mesures les plus précises jamais réalisées de l'universalité leptonique, ouvrant ainsi une fenêtre sur la physique au-delà du Modèle standard.

RECEPT sera coordonné depuis le Laboratoire de physique nucléaire et des hautes énergies (LPNHE, CNRS/Universités Pierre et Marie Curie/Paris Diderot) dont le groupe LHCb compte quelques-uns des plus grands expert.e.s des mesures proposées. Il sera mené en collaboration avec d’autres physicien.ne.s du Laboratoire de l'accélérateur linéaire (LAL, CNRS/Université Paris-Sud).

Les bourses "ERC Consolidator Grant" financent des projets d’excellence, portés par des chercheurs 7 à 12 ans après leur thèse. Pour la soumission du projet, Vladimir Gligorov a pu bénéficier du soutien de la cellule Europe de l’IN2P3 ainsi que du Service Partenariat et Valorisation de la Délégation Régionale du CNRS (Paris B). Ce soutien consiste notamment à la relecture scientifique du dossier d’admissibilité, à l'aide au montage du projet incluant les aspects budgétaires et à l’organisation d’un oral blanc avec un jury d'experts avant l’épreuve à Bruxelles.

Pour en savoir plus

• "Bourses ERC "Consolidator" : le CNRS en tête des organismes européens", communiqué du CNRS du 13 décembre 2016
• "Décrocher l'ERC, pourquoi pas vous ?", un site du CNRS
• "LHCb, c’est quoi ?" sur lhc-france.fr