Lead
Grâce aux expériences du LHC au CERN, les scientifiques ont été en mesure de confirmer l’ensemble des prédictions du Modèle standard, en particulier l’existence d’un boson de Higgs. Toutefois plusieurs lacunes sont présentes dans le Modèle standard, tout spécialement l'absence d’explication pour la matière noire et l’énergie noire (qui constituent respectivement 25 % et 70 % de l’Univers), la masse des neutrinos, et l'absence d'antimatière.La nouvelle physique, c’est-à-dire les particules et les phénomènes qui expliqueraient ces lacunes, est activement recherchée dans des régions encore inexplorées. Dans ce contexte, l'expérience SHiP cherche des particules difficiles à détecter: celle qui interagissent très peu avec la matière et qui ont un long temps de vie. Ces particules sont de bons candidats pour la matière noire. De plus, si leur présence est confirmée, il serait alors possible d'expliquer la masse des neutrinos et l'asymétrie matière-antimatière de l'Univers.

Lay summary

Le détecteur SHiP, de 120 m de long sur 20 m de large, sera accueilli dans un hall souterrain au CERN et alimenté par une ligne d’extraction de l'accélérateur de protons SPS. Les particules connues (du Modèle standard), produites lorsque les protons du SPS frapperont la cible de SHiP, seront en grande partie absorbées dans une portion filtre du détecteur. Les nouvelles particules, par contre, poursuivraient leur route pour se désintégrer dans une région spécialement équipée du détecteur, devenant ainsi détectables.

Ce subside du FNRS permet de financer le salaire d'un postdoc qui participera au design et a la phase de recherche et développement de l'expérience SHiP.

La capacité de supprimer efficacement le bruit de fond des particules ordinaires (du Modele standard) est vital pour réussir à détecter les particules de la nouvelle physique. Un des éléments du filtre est destiné à la suppression des muons qui sont des particules chargées très pénétrantes. L'idée est d'utiliser un électroaimant produisant un champ magnétique avec une topologie particulière, dans le but de défléchir la trajectoire des muons vers l'extérieur du détecteur. Le postdoc participera donc au design et à la simulation de l'électroaimant, qui pourrait être du type supraconducteur.

Après le filtre à muons, SHiP prévoit un détecteur qui permettra d'étudier les particules légères, comme le neutrino tau. Ce neutrino est le moins connu et l'anti-neutrino tau est la seule particule prévue par le Modèle standard qui n'a pas encore été observée. Ce sous-système de SHiP contient un détecteur basé sur la technologie des fibres scintillantes (SciFi). La lumière produite par le passage des particules chargées est transportée par les fibres jusqu’à des photo-détecteurs à semi-conducteur (SiPM). Le groupe de l'EPFL a déjà développé cette technologie dans le cadre de l'expérience LHCb. La deuxième partie de ce projet FNRS est consacré à adapter la technologie SciFi et SiPM à SHiP.