Des physiciens du LAPP parmi les lauréats du prestigieux Breakthrough Prize en physique fondamentale
Des physiciens du Laboratoire d’Annecy de Physique de Particules (LAPP) comptent parmi les milliers de chercheurs du monde entier honorés par le Breakthrough Prize 2025 en physique fondamentale. Ce prix a été décerné aux collaborations ATLAS, ALICE, CMS et LHCb du Grand collisionneur de hadrons (LHC) du CERN pour leurs contributions révolutionnaires à la physique des particules. Le LAPP accueille des équipes clés des expériences ATLAS et LHCb, et a joué un rôle majeur dans le succès scientifique de ces deux collaborations au fil des années.
« Je suis extrêmement fière de voir les réalisations extraordinaires des collaborations du LHC récompensées par ce prix prestigieux, » a déclaré Fabiola Gianotti, Directrice générale du CERN. « C’est une magnifique reconnaissance des efforts collectifs, du dévouement, des compétences et du travail acharné de milliers de personnes venant du monde entier, qui contribuent chaque jour à repousser les limites de la connaissance humaine. »
ATLAS : un effort mondial pour dévoiler l’univers
ATLAS est l’un des instruments scientifiques les plus grands et les plus complexes jamais construits. Ce détecteur polyvalent — long de plus de 40 mètres et haut de 25 mètres — a été conçu pour explorer les constituants fondamentaux de la matière et les forces qui les régissent. Grâce à une technologie de pointe, il suit les particules créées lors de collisions à haute énergie, permettant des avancées scientifiques majeures comme la découverte du boson de Higgs et la recherche continue d’une physique au-delà du Modèle Standard.
Le Breakthrough Prize récompense les contributions remarquables de la collaboration ATLAS, notamment :
- des mesures de précision des propriétés du boson de Higgs ;
- des études de processus rares et des asymétries matière-antimatière ;
- l’exploration du comportement de la nature dans des conditions extrêmes.
« Le Breakthrough Prize témoigne de l’engagement et de l’ingéniosité de la collaboration ATLAS et de nos collègues des autres expériences du LHC, » a déclaré Stephane Willocq, porte-parole d’ATLAS. « Ce prix reconnaît la vision collective et l’effort monumental de milliers de collaborateurs ATLAS à travers le monde. »
Le LAPP joue un rôle central dans la recherche ATLAS depuis les années 1990, avec des contributions telles que :
- la construction et l’exploitation du calorimètre électromagnétique à argon liquide (LAr), essentiel à la reconstruction et à l’étalonnage des électrons et photons ;
- le développement de techniques de déclenchement, reconstruction et identification de photons et électrons — cruciales pour la découverte du boson de Higgs et les mesures de précision qui ont suivi dans le secteur électrofaible ;
- un rôle de leadership scientifique dans les groupes Higgs, Modèle Standard et EGamma d’ATLAS, orientant les axes de recherche de l’expérience.
« Le travail de notre équipe incarne l’innovation qui fait progresser ATLAS, » a déclaré Marco Delmastro, directeur de recherche au LAPP. « L’interaction étroite entre une compréhension approfondie du détecteur, l’optimisation de ses performances et des mesures de physique à la pointe met en lumière la portée de nos contributions et nous inspire à poursuivre l’exploration des questions les plus fondamentales de l’univers. »
Tout en célébrant cette reconnaissance internationale, la collaboration ATLAS se projette déjà vers l’avenir. Le LHC est actuellement dans sa troisième phase d’exploitation, et les préparatifs pour la mise à niveau vers le LHC à haute luminosité (HL-LHC) avancent rapidement. Les physiciens et ingénieurs du LAPP y participent activement, en dirigeant notamment le développement de nouvelles électroniques en amont et en aval pour le calorimètre LAr, ainsi qu’en contribuant à la construction du nouvel Inner Tracker (ITK), qui permettra à ATLAS de faire face à des taux de collision dix fois supérieurs à ceux d’aujourd’hui, lors du démarrage du HL-LHC en 2030.
« Nous préparons aujourd’hui les détecteurs du futur — conçus pour exploiter ces données sans précédent et approfondir notre compréhension des briques fondamentales de l’univers », conclut Willocq.
LHCb : éclairer le mystère matière-antimatière
L’expérience LHCb explore les différences subtiles entre la matière et l’antimatière, la violation des symétries fondamentales, et le spectre des hadrons — particules composées de quarks. Grâce à des études d’une extrême précision, LHCb a élargi notre compréhension du Modèle Standard et mis en évidence de nouveaux phénomènes inattendus.
Le Breakthrough Prize 2025 met en lumière les réalisations majeures de LHCb, telles que :
- la découverte de plus de 72 nouveaux hadrons ;
- des mesures de précision en physique des saveurs ;
- des études sur la violation de CP et la structure des systèmes à quarks lourds.
« L’attribution du Breakthrough Prize 2025 est un grand honneur pour la collaboration LHCb, » a déclaré Vincenzo Vagnoni, porte-parole de LHCb. « Elle souligne l’importance des nombreuses mesures réalisées par l’expérience en physique des saveurs et en spectroscopie, qui explorent les différences subtiles entre matière et antimatière et révèlent de nouveaux états hadroniques. »
Le LAPP est un acteur de premier plan dans la recherche LHCb depuis 2001 :
- exploitant une expertise reconnue en calorimétrie dès le début de l’expérience ;
- jouant un rôle moteur dans le développement et la mise en œuvre du système innovant d’acquisition de données à 40 MHz lors de la première mise à niveau du détecteur LHCb ;
- contribuant de manière significative au développement de logiciels pour la reconstruction des objets calorimétriques dans le système de déclenchement en temps réel ;
- menant plusieurs analyses sur l’étude des diagrammes de Dalitz de désintégrations de charme ouvert et de désintégrations radiatives.
« Notre équipe possède une solide expertise en calorimétrie et en reconstruction en temps réel, jouant un rôle clé dans le fonctionnement du détecteur et menant des analyses avancées de processus rares », explique Jean-François Marchand. « Ce travail repousse les frontières de la précision et met à l’épreuve le Modèle Standard à la recherche de nouvelle physique. »
Le LAPP contribue à la mise à niveau LHCb Upgrade II, en se concentrant sur des taux de données plus élevés et une meilleure précision. En s’appuyant sur son expérience en firmware et en logiciels de reconstruction, le laboratoire explore l’apprentissage automatique embarqué sur FPGA dans le but d’améliorer le traitement en temps réel, grâce au parallélisme et à la faible latence des FPGA. Des comparaisons avec les méthodes basées sur GPU guideront l’optimisation des ressources. En relevant les défis liés à la complexité du firmware et aux limites matérielles, cette transition vers une reconstruction basée sur FPGA marque une étape clé pour maximiser le potentiel physique de LHCb.
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