IN2P3 50 ANS DE PHYSIQUE

Le professeur Maurice Scherer est nommé titulaire de la chaire de physique de l’Université de Caen en 1947 et crée le laboratoire de physique corpusculaire. Les activités de recherche du laboratoire portent sur l’étude du rayonnement cosmique. Les accélérateurs de particules n’étant pas encore disponibles, seuls les rayons cosmiques permettent l’étude des réactions nucléaires à haute énergie.

Participation des membres du laboratoire au programme expérimental mené au laboratoire des cosmiques (LLR) crée par le professeur Louis Leprince-Ringuet.

Les bâtiments de l’Université de Caen ayant été détruits lors des bombardements en 1944, le laboratoire s’installe dans les locaux du lycée Malherbe (actuelle Mairie de Caen). Après la guerre, sous l’impulsion du recteur Pierre Daure, l’Université de Caen est reconstruite sur le plateau du Gaillon et le laboratoire prend possession de ses nouveaux locaux en 1955.

Bobine magnétique entourant une chambre de Wilson (chambre à brouillard) de grand volume. Cet ensemble était destiné à étudier la diffusion des muons sur des noyaux.

Construction d’accélérateurs de particules à haute énergie. Le synchrotron SATURNE du CEA en 1958 (Ep = 3 GeV). Ces machines vont permettre l’observation de phénomènes similaires à ceux produits avec le rayonnement cosmique.

Construction d’accélérateurs de particules à haute énergie. Le synchrotron à protons du CERN (Genève) en 1959 (Ep = 25 GeV) Ces machines vont permettre l’observation de phénomènes similaires à ceux produits avec le rayonnement cosmique.

Diffusion parasite et traitement des émulsions nucléaire. J. Bermond, C. Patou, M. Scherer. Le Journal de Physique et le Radium, Physique appliquée : 22, Sup 2 (1961) p. 30

Cible de protons polarisés pour étude de la diffusion pion-nucléon, chambre carbone, chambre à étincelles, Casemate Goldzahl/deutons, chambre sonique (Cible polarisée, mesure du temps de propagation par le son).

Le synchrotron à protons du CERN (PS), Genève a accéléré ses premiers protons en novembre 1959. Premier synchrotron du CERN, le PS était durant une courte période, l’accélérateur produisant les plus hautes énergies au monde.

"Vous êtes au courant ? Regimbart vient de retrouver au fond de la mine les mêmes fréquences que Morin ! ..." Le professeur Mabbroux-Stromberg, le visage épanoui de satisfaction, vient de faire interruption chez son collègue M. Scherer. Cette petite phrase incompréhensible pour le profane, c'est peut-être une preuve ... (interview du Professeur M. Scherer dans le Ouest-France, 10 mai 1968)

Chambres multifils de type CHARPAK utilisées pour l’expérience K-n -> K-n au CERN (1973 – 1974)

En aôut 1975 est prise la décision de construire le Grand Accélérateur National d’Ions Lourds (GANIL) à Caen. Le Conseil de laboratoire décide d’orienter les activités de recherche vers la physique nucléaire avec des ions lourds dès l’arrêt du synchrotron SATURNE, programmé en 1977.

Spectromètre magnétique des aires expérimentales de l’ensemble ALICE de l’IPN Orsay : aimant déflecteur et chambre d’ionisation

Détecteur gazeux à plaques parallèles à localisation spatiale (fission séquentielle IPN Orsay – Dispositif expérimental utilisé à l’accélérateur ALICE)

Grande enceinte à vide NAUTILUS destinée à accueillir de grands ensembles de détection (les multidétecteurs)

Le mur de plastique : ensemble de scintillateurs plastiques plans regroupés en couronnes concentriques identifiant les noyaux légers jusqu’à l’oxygène

DELF : ensemble de détecteurs gazeux (plaques parallèles à localisation et chambres d’ionisation) identifiant les noyaux lourds (Z > 30)

Système de distribution pour l’alimentation en gaz des 18 chambres d’ionisation du multidétecteur DELF

Enceinte à vide INO permettant la réalisation de nombreux tests au sein du laboratoire

Carte bidimensionnelle obtenue en corrélant le signal Silicium et le signal CsI d’un détecteur INDRA lors d’une expérience menée au GANIL. Les courbes correspondent à des éléments de numéros atomique différents.

1983 : première expérience de physique au GANIL avec un faisceau d’Argon à 44 MeV/nucléon. Les physiciens du LPC proposent un programme expérimental à GANIL. Ce programme est réalisé avec les multidétecteurs conçus au laboratoire. Développement de nouvelles compétences en électronique et mécanique. Au début des années 90, il apparaît indispensable de disposer de dispositifs expérimentaux plus performants (couverture angulaire proche de 4pi, grandes dynamiques de détection en numéro atomique et en énergie). Ce seront les multidétecteurs de 2è génération.

Le multidétecteur INDRA (Identification de Noyaux Avec Résolution Accrue). Assemblage de scintillateurs plastiques, de chambres d’ionisation, de détecteurs silicium et de scintillateurs CsI agencés en 17 couronnes concentriques.

Le campus 2 implanté au Nord de Caen en 1970 ouvre de nouvelles perspectives pour le laboratoire. Nous déménagerons en 1986 dans un nouveau bâtiment sur le site de l'ISMRA. 3 extensions verront le jour au fil des décennies.

Carte électronique au standard VXI conçue et réalisée en collaboration avec le LAL Orsay (Carte Trigger INDRA)

Le détecteur modulaire de neutrons (DéMoN) composé de modules remplis de scintillateur liquide. Ce détecteur avait la particularité de pouvoir être installé dans différentes configurations géométriques.

Congrès national SFP "La physique dans la ville" Centre des Congrès de caen.

Structure destinée au multidétecteur DéMoN et devant lui permettre d’opérer dans une configuration sphérique autour de la cible.

Le multidétecteur TONNERRE utilisé pour mesurer les émissions retardées de neutrons émis dans la décroissance de noyaux riches en neutrons. (Collaboration avec IFIN Bucharest)

Mesure de sections efficaces de production de neutrons lors de réactions induites par protons. Les modules du détecteur DéMoN sont entourés de larges cônes massifs destinés à diminuer le bruit de fond ambiant.

20 ans après la construction du GANIL, la conception et réalisation d’une station d’identification pour la ligne SPIRAL. Une bande aliminisée recueille les noyaux d’intérêt qui sont transportés devant des détecteurs.

Les années 2000 voient l’émergence de nouvelles thématiques au laboratoire, comme le piège à ions (LPC TRAP) pour la mesure de précision de la désintégration ?, l’aval du cycle éléctronucléaire avec les études sur les réacteurs hybrides, la fragmentation du carbone pour le projet ARCHADE, les interactions fondamentales avec n-EDM ou encore SoLid.

Chambre à vide ECLAN pour les études sur la fragmentation du carbone au GANIL.

LPC-Trap : piège à ions de type PAUL pour des mesures de précision de la désintégration ? en place sur la ligne basse énergie LIRAT au GANIL.

Ligne de faisceau du projet GUINEVERE au SCK-CEN, à Mol en Belgique. Association d’un réacteur nucléaire et d’un accélérateur de particules dans le cadre du programme EUROTRANS.

Projet FAZIA : multidétecteur de particules chargées de 3e génération dans la continuité du multidétecteur INDRA utilisant une électronique totalement numérique.

Détecteur NEBULA au RIKEN au Japon. Le projet EXPAND se propose d’augmenter le nombre de détecteurs (lattes noires) dans le cadre d’une ANR obtenue en 2015.

Le dispositif de mesure dédié nommé FRACAS (FRAgmentation du CArbone et Sections efficaces) a pour objet d'effectuer des mesures de sections efficaces de fragmentation du faisceau à haute énergie au centre ARCHADE.

Dans la continuité de NEMO3, le projet SUPERNEMO permettra d’obtenir la meilleure mesure sur le temps de vie de la désintégration double beta sans neutrino (??0v) au LSM à Modane.

SoLi? : détecteur composé de milliers de cube de détection permettant de détecter les oscillations de neutrinos à courte distance auprès du réacteur nucléaire BR2 à Mol en Belgique.

Le Billotron est un dispositif conçu et réalisé par le LPC Caen afin d’illustrer les méthodes avec lesquelles les physiciens de l’infiniment petit (nucléaires notamment) sont capables d’étudier les structures élémentaires de la matière, ici le noyau de l’atome. Plusieurs actions de communication du Billotron sont proposées par le laboratoire (Fête de la science, Forum des métiers, Collèges, Lycées, visites et stages au laboratoire.

Le Muoscope est un détecteur de muons entièrement réalisé au laboratoire à partir d’éléments de détection d’un ancien détecteur (TONNERRE). Il a obtenu le prix « Têtes Chercheuses » Schlumberger lors de l’édition 2015. La particularité de ce dispositif est d’avoir été développé dans l’optique de servir d’atelier de Travaux Pratiques pour le cursus de Master en option Physique Nucléaire à l’Université de Caen. Dans ce cadre, on peut ainsi considérer le Muoscope comme un outil de valorisation des connaissances mis au service de l’enseignement en Master.

L’avenir se basera sur la continuité des thématiques déjà engagées comme la recherche de nouvelles source de violation de CP, la compréhension de l’équation de la matière nucléaire ou les applications sociétales. Une ouverture (ou un retour) vers les sources de rayonnement cosmiques est déjà entrepris avec une ouverture vers les ondes gravitationnelles (VIRGO-LIGO, LISA) et les neutrinos astrophysiques (KM3net).

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