IN2P3 50 ANS DE PHYSIQUE

Le LAPP est créé sous l’impulsion d’un groupe de chercheurs parisiens avec à leur tête Marcel Vivargent. Il a pour vocation de permettre aux chercheurs français de poursuivre plus facilement leurs expériences basées au CERN (Genève).

Le LAPP participe à NA2 (puis NA9 et NA28) auprès du SPS (accélérateur de protons du CERN), pour l’étude de la structure du neutron et du proton.

Etude de la matière nucléaire (NA38, NA50-52) et recherche de hadrons exotiques (NA12, GAMS puis WA112).

L’expérience Bugey est la première expérience LAPP qui n’est pas installée au CERN. C’est également le début des recherches d'oscillations neutrinos, thème toujours d'actualité. L’expérience Bugey n’a pas observé d’oscillations mais elle a permis de restreindre fortement le domaine des paramètres d’études possibles.

Petite histoire : une nuit de 1983, une physicienne du LAPP étudie à distance les données enregistrées au CERN au cours des 48 heures précédentes. Elle découvre la présence d’un évènement qui a toutes les caractéristiques de la production d’un Z0 qui se désintègre en une paire électron-positron : 2 traces pour les trajectoires et 2 croisillons pour l'énergie déposée (en bleu sur la photo). Un de ses collègues est au laboratoire et la conduit au CERN (dans sa superbe BMW orange) avant l'aube pour étudier cet évènement par visualisation. Le premier Z0 est découvert !

Avec les expériences ALEPH et L3 auprès du collisionneur électrons-positrons, le LEP, au CERN. Le LEP (collisionneur électron-positron de très haute énergie) entre en fonction le 14 Juillet 1989 et a laissé la place à la construction du LHC en 2001. Pendant cette décennie, la moisson de données enregistrées par les 4 expériences du LEP est énorme. Les groupes du LAPP (ALEPH, L3) prennent toute leur part dans l’analyse de ces données. Ces données ont permis de vérifier avec une grande précision les prédictions du modèle standard de la physique des particules.

En 1991, un nouveau bâtiment (bâtiment rond) est inauguré ce qui double la surface du laboratoire et offre un auditorium de 200 places pour l'accueil de diverses manifestations.

Atlas est une des 4 expériences qui sera installée sur le LHC, le futur collisionneur proton-proton du CERN. En 1993, le LAPP rejoint Atlas pour participer à la construction de la partie centrale du calorimètre électromagnétique. Le calorimètre électromagnétique d’Atlas est assemblé en 2003 au CERN. Un tiers de ses 32 modules ont été monté au LAPP et l'équipe locale a participé à l'assemblage final au CERN.

Le LAPP rejoint AMS à la recherche de la matière noire et de l’antimatière Pour la première fois, une expérience de physique des particules et ses fonctionnalités spécifiques part dans l’espace. L'expérience AMS libérée des perturbations dues à l’atmosphère terrestre, cherche à détecter des antiparticules naturellement issues du Big Bang mais introuvables dans l’espace pour l’instant. L’équipe de recherche du LAPP s’investit dans de nombreux domaines de préparation de l’expérience : longues phases de R&D, la calorimétrie électromagnétique pour mesurer par exemple l’énergie des électrons. AMS sera installé sur la Station Spatiale en 2011.

Pour étudier le phénomène des oscillations de neutrinos, le détecteur OPERA, au Gran Sasso en Italie, utilise un faisceau de neutrinos muoniques à haute intensité et à haute énergie produit par le SPS du CERN. En 2015, OPERA observe pour la première fois directement l’oscillation des neutrinos muoniques en neutrinos tauiques.

En 2001, Babar observe la « violation de CP » dans les désintégrations de mésons B (la désintégration d’un quark b n’est pas l’exact « symétrique » de la désintégration d’un anti-quark b). Cet effet était attendu. En 1964, Cronin et Fitch (prix Nobel 1980) avaient découvert la violation de CP dans les désintégrations des « méson K » (particules qui contiennent un quark s).

Le LAPP démarre, entre autres, les projets Micromégas calorimètre), LAViSta (stabilisation des accélérateurs) et CTF3.

Le plus grand observatoire pour l'astronomie gamma au sol, à la recherche de matière noire et de compréhension des phénomènes violents dans l’univers.

En 2013, le Prix Nobel est attribué à François Englert et Peter Higgs. Le LAPP fut très fortement impliqué dans cette découverte grâce à sa participation importante à la mise au point du détecteur ATLAS et à l’analyse des données qui met en évidence le Boson de Higgs.

Les collaborations LIGO et Virgo ont annoncé la première observation directe d’ondes gravitationnelles provenant d’une collision de deux trous noirs situés à 1,3 milliards d’années-lumière. Cette découverte confirme une prédiction majeure de la théorie de la relativité générale énoncée par Albert Einstein en 1915 et ouvre une toute nouvelle fenêtre sur le cosmos. Le LAPP a participé à cette découverte à travers son implication dans l’expérience Virgo. Ses contributions portent sur le développement et la mise en œuvre du détecteur, ainsi que son exploitation et l’analyse conjointe des données collectées par LIGO et Virgo, à la recherche de signaux émis par des sources d’ondes gravitationnelles.

ESCAPE est un cluster d’organismes scientifiques internationaux et d’entités légales en charge de projets majeurs en physique des particules et Astrophysique. Le LAPP est en charge de la mise en opération du catalogue de logiciels scientifiques dans EOSC (European Open Science Cloud) pour les domaines de recherche concernés par ESCAPE.

CTA est un réseau de plus de 100 télescopes au sol, répartis en deux observatoires. Le télescope LST-1 mesure 45 mètres de haut et pèse environ 100 tonnes. Il est capable de s’orienter vers n’importe quel point du ciel en moins de 20 secondes pour acquérir les signaux le plus rapidement possible. Les équipes du LAPP ont conçu et réalisé différents éléments essentiels du LST : - Les structures mécaniques hautes du télescope (« l’arche des télescopes LST » et l’interface mécanique avec le foyer de la caméra) - Le système mécatronique de pilotage « drive system » et de contrôle du réseau de télescopes - Le système de surveillance de l’électronique et des détecteurs de la camera

Afin de permettre au public de découvrir différemment ses thématiques de recherche, le LAPP a développé un espace découvertes multimédias de 200m2. Dialoguant avec chercheurs et ingénieurs, les visiteurs font connaissance avec les métiers et les technologies de la recherche.

Dans la lignée des écoles ASTERICS et OBELICS, le LAPP crée le projet IDEFICS. IDEFICS permet de faciliter l’accès aux connaissances des laboratoires pour les entreprises et industriels. Il offre aux entreprise l’opportunité de disposer de ressources et de connaissances, notamment en Intelligence Artificielle et Big Data.