La collaboration internationale ALICE (“A Large Ion Collider Experiment “), dont est membre le groupe de recherche éponyme de l’IP2I de Lyon, a l’ambition d’étudier la matière nucléaire dans un état de température extrêmement haute, où s’opère le déconfinement des hadrons (dont les protons et neutrons) en plasma de quarks et gluons.

La matière est faite d’atomes, eux-mêmes constitués d’électrons entourant un noyau de protons et de neutrons, ces derniers étant formés de quarks, liés par les gluons. Aucun quark ou gluon n’a jamais été observé isolément :  ils semblent être liés entre eux de manière permanente et confinés dans des particules composites. A des températures 100000 fois supérieures à celles qui règnent au centre du Soleil, ils se déconfinent pour former un plasma, qui aurait existé quelques micro-secondes après le Big Bang. Ce plasma est prédit par la théorie fondamentale de l’interaction forte, la Chromodynamique Quantique (QCD), et son étude permet de comprendre l’organisation ultime de la matière soumise à l’interaction forte et les tous premiers instants de l’univers.

Le LHC fait entrer en collision des ions plomb pour recréer des conditions similaires à celles qui prévalaient immédiatement après le Big Bang et former ce plasma de quark et de gluons. Pour cette étude qui relève de l’infiniment petit, un énorme détecteur a été construit au LHC. Il est capable de mesurer les particules émises par le plasma alors que celui-ci se dilate et se refroidit.

Notre groupe a pris part à cette construction et à l’obtention de résultats majeurs dans ce domaine de physique.

Les activités du groupe ALICE de l’IP2I de Lyon comportent deux volets :

Analyse de données collectées en collisions proton-proton, proton-noyau et noyau-noyau au LHC du CERN

Les analyses de physique de l’expérience ALICE menées dans les groupe de Lyon couvrent des sujets très variés, allant du secteur des quark légers u, d, s avec l’étude de la production vers l’avant des mésons vecteurs de basses masses \rho, \omega et \phi dans le canal de désintégration dimuonique, au secteur des quarks lourds c et b, avec l’étude de la production des états de quarkonium des familles J/\psi et \Lambda. Ce travail d’analyse a déjà permis d’obtenir un certain nombre de résultats remarquables, notamment par l’étude des phénomènes collectifs caractérisant l’évolution des mésons J/\psi et \Lambda, à savoir l’apparition de corrélations cinématiques entre le méson J/\psi et les hadrons légers en collisions proton-Pb de haute multiplicité, et l’observation de flot elliptique du méson \Upsilon(1S) compatible avec zéro en collisions Pb-Pb (comportement différent de toutes les autres particules étudiées).

Participation à la construction et l’opération du trajectographe de vertex vers l’avant, le Muon Forward Tracker

Le groupe est aussi responsable de la construction et l’opération du trajectographe de vertex vers l’avant, le Muon Forward Tracker (MFT), l’une des premières applications en physique des hautes énergie de la technologie de capteurs en pixels de silicium CMOS. Le MFT, intégré au détecteur ALICE à compter du Run3 du LHC (2021), est conçu pour permettre une mesure de précision des détails de la région du vertex pour les particules produites vers l’avant, notamment les muons dont on pourra étudier les différentes topologies et processus de production.

Publications HAL


2021

Journal articles

Shreyasi Acharya, Dagmar Adamova, Alexander Adler, Jonatan Adolfsson, Madan Mohan Aggarwal, et al.. Pion-kaon femtoscopy and the lifetime of the hadronic phase in Pb-Pb collisions at \sqrt{s_{\rm{NN}}} = 2.76 TeV. Phys.Lett.B, 2021, 813, pp.136030. ⟨10.1016/j.physletb.2020.136030⟩. ⟨hal-02911938⟩ https://arxiv.org/pdf/2007.08315

2020

Journal articles

Shreyasi Acharya, Dagmar Adamova, Souvik Priyam Adhya, Alexander Adler, Jonatan Adolfsson, et al.. Exploration of jet substructure using iterative declustering in pp and Pb–Pb collisions at LHC energies. Phys.Lett.B, 2020, 802, pp.135227. ⟨10.1016/j.physletb.2020.135227⟩. ⟨hal-02144200⟩ https://arxiv.org/pdf/1905.02512

C. Aidala, Y. Akiba, M. Alfred, V. Andrieux, N. Apadula, et al.. Nuclear-modification factor of charged hadrons at forward and backward rapidity in p+Al and p+Au collisions at \sqrt{s_{_{NN}}}=200 GeV. Phys.Rev.C, 2020, 101 (3), pp.034910. ⟨10.1103/PhysRevC.101.034910⟩. ⟨hal-02178556⟩ https://arxiv.org/pdf/1906.09928

Shreyasi Acharya, Dagmar Adamova, Souvik Priyam Adhya, Alexander Adler, Jonatan Adolfsson, et al.. Multiplicity dependence of light (anti-)nuclei production in p-Pb collisions at \sqrt{s_{\rm{NN}}} = 5.02 TeV. Phys.Lett.B, 2020, 800, pp.135043. ⟨10.1016/j.physletb.2019.135043⟩. ⟨hal-02165504⟩ https://arxiv.org/pdf/1906.03136

Shreyasi Acharya, Dagmar Adamova, Alexander Adler, Jonatan Adolfsson, Madan Mohan Aggarwal, et al.. Azimuthal correlations of prompt D mesons with charged particles in pp and p–Pb collisions at \sqrt{s_{NN}} = 5.02 TeV. Eur.Phys.J.C, 2020, 80 (10), pp.979. ⟨10.1140/epjc/s10052-020-8118-0⟩. ⟨hal-02382013⟩ https://arxiv.org/pdf/1910.14403

Shreyasi Acharya, Dagmar Adamova, Souvik Priyam Adhya, Alexander Adler, Jonatan Adolfsson, et al.. Scattering studies with low-energy kaon-proton femtoscopy in proton-proton collisions at the LHC. Phys.Rev.Lett., 2020, 124 (9), pp.092301. ⟨10.1103/PhysRevLett.124.092301⟩. ⟨hal-02160631⟩ https://arxiv.org/pdf/1905.13470

Shreyasi Acharya, Dagmar Adamova, Alexander Adler, Jonatan Adolfsson, Madan Mohan Aggarwal, et al.. Non-linear flow modes of identified particles in Pb-Pb collisions at \sqrt{s_{\mathrm{NN}}} = 5.02 TeV. JHEP, 2020, 06, pp.147. ⟨10.1007/JHEP06(2020)147⟩. ⟨hal-02416905⟩ https://arxiv.org/pdf/1912.00740

Shreyasi Acharya, Dagmar Adamova, Souvik Priyam Adhya, Alexander Adler, Jonatan Adolfsson, et al.. Measurement of electrons from semileptonic heavy-flavour hadron decays at midrapidity in pp and Pb-Pb collisions at \sqrt{s_{\rm{NN}}} = 5.02 TeV. Phys.Lett.B, 2020, 804, pp.135377. ⟨10.1016/j.physletb.2020.135377⟩. ⟨hal-02372413⟩ https://arxiv.org/pdf/1910.09110

Shreyasi Acharya, Dagmar Adamova, Souvik Priyam Adhya, Alexander Adler, Jonatan Adolfsson, et al.. Measurement of the (anti-)^{3}He elliptic flow in Pb-Pb collisions at \sqrt{s_{\rm{NN}}} = 5.02 TeV. Phys.Lett.B, 2020, 805, pp.135414. ⟨10.1016/j.physletb.2020.135414⟩. ⟨hal-02383328⟩ https://arxiv.org/pdf/1910.09718

S. Acharya, D. Adamová, S.P. Adhya, A. Adler, J. Adolfsson, et al.. Measurement of \Lambda(1520) production in pp collisions at \sqrt{s} = 7 TeV and p-Pb collisions at \sqrt{s_{\rm{NN}}} = 5.02 TeV. Eur.Phys.J.C, 2020, 80 (2), pp.160. ⟨10.1140/epjc/s10052-020-7687-2⟩. ⟨hal-02498393⟩ https://arxiv.org/pdf/1909.00486

K. Yamakawa, A. Augustinus, G. Batigne, P. Chochula, M. Oya, et al.. Design and Implementation of Detector Control System for Muon Forward Tracker at ALICE. JINST, 2020, 15 (10), pp.T10002. ⟨10.1088/1748-0221/15/10/T10002⟩. ⟨hal-02899258⟩ https://arxiv.org/pdf/2006.07224

Shreyasi Acharya, Dagmar Adamova, Alexander Adler, Jonatan Adolfsson, Madan Mohan Aggarwal, et al.. Coherent photoproduction of \rho^{0} vector mesons in ultra-peripheral Pb-Pb collisions at \sqrt{{\mathrm{s}}_{\mathrm{NN}}} = 5.02 TeV. JHEP, 2020, 06, pp.035. ⟨10.1007/JHEP06(2020)035⟩. ⟨hal-02504650⟩ https://arxiv.org/pdf/2002.10897

Shreyasi Acharya, Dagmar Adamova, Alexander Adler, Jonatan Adolfsson, Madan Mohan Aggarwal, et al.. Higher harmonic non-linear flow modes of charged hadrons in Pb-Pb collisions at \sqrt{s_{\rm{NN}}} = 5.02 TeV. JHEP, 2020, 05, pp.085. ⟨10.1007/JHEP05(2020)085⟩. ⟨hal-02483986⟩ https://arxiv.org/pdf/2002.00633

S. Acharya, Dagmar Adamova, Alexander Adler, Jonatan Adolfsson, Madan Mohan Aggarwal, et al.. (Anti-)deuteron production in pp collisions at \sqrt{s}=13 \ \text {TeV}. Eur.Phys.J.C, 2020, 80 (9), pp.889. ⟨10.1140/epjc/s10052-020-8256-4⟩. ⟨hal-02518085⟩ https://arxiv.org/pdf/2003.03184

Shreyasi Acharya, Dagmar Adamova, Alexander Adler, Jonatan Adolfsson, Madan Mohan Aggarwal, et al.. Measurement of the low-energy antideuteron inelastic cross section. Phys.Rev.Lett., 2020, 125 (16), pp.162001. ⟨10.1103/PhysRevLett.125.162001⟩. ⟨hal-02863127⟩ https://arxiv.org/pdf/2005.11122

Shreyasi Acharya, Dagmar Adamova, Souvik Priyam Adhya, Alexander Adler, Jonatan Adolfsson, et al.. Measurement of electrons from heavy-flavour hadron decays as a function of multiplicity in p-Pb collisions at \sqrt{s_{\rm NN}} = 5.02 TeV. JHEP, 2020, 02, pp.077. ⟨10.1007/JHEP02(2020)077⟩. ⟨hal-02383420⟩ https://arxiv.org/pdf/1910.14399

Shreyasi Acharya, Dagmar Adamova, Alexander Adler, Jonatan Adolfsson, Madan Mohan Aggarwal, et al.. Multiplicity dependence of K*(892)^{0} and \phi(1020) production in pp collisions at \sqrt {s} =13 TeV. Phys.Lett.B, 2020, 807, pp.135501. ⟨10.1016/j.physletb.2020.135501⟩. ⟨hal-02383424⟩ https://arxiv.org/pdf/1910.14397

Shreyasi Acharya, Dagmar Adamova, Alexander Adler, Jonatan Adolfsson, Madan Mohan Aggarwal, et al.. Production of \omega mesons in pp collisions at \mathbf {\sqrt{s}=7\,\text {TeV}}. Eur.Phys.J.C, 2020, 80 (12), pp.1130. ⟨10.1140/epjc/s10052-020-08651-y⟩. ⟨hal-02905302⟩ https://arxiv.org/pdf/2007.02208

S. Acharya, D. Adamová, A. Adler, J. Adolfsson, M.M. Aggarwal, et al.. Unveiling the strong interaction among hadrons at the LHC. Nature, 2020, 588 (7837), pp.232-238. ⟨10.1038/s41586-020-3001-6⟩. ⟨hal-03108008⟩

Shreyasi Acharya, Dagmar Adamova, Alexander Adler, Jonatan Adolfsson, Madan Mohan Aggarwal, et al.. J/\psi production as a function of charged-particle multiplicity in p-Pb collisions at \sqrt{\textit{s}_{\rm NN}}~=~8.16 TeV. JHEP, 2020, 09, pp.162. ⟨10.1007/JHEP09(2020)162⟩. ⟨hal-02572525⟩ https://arxiv.org/pdf/2004.12673