L’expérience SHiP

SHiP (Search for Hidden Particles) est un projet d’expérience à cible fixe ayant comme projectiles les protons de 400GeV du faisceau du SPS (Super Proton Synchrotron) au CERN. Le détecteur est conçu avec une géométrie favorisant la recherche de particules dites invisibles. Ces dernières sont prédites par bon nombre de modèles théoriques et leur confirmation pourrait élucider certains des grands mystères de la physique actuelle tels que l’origine de la masse des neutrinos, de la matière noire ou encore de l’asymétrie baryonique de l’Univers. Ces modèles postulent l’existence de particules interagissant très faiblement avec celles du Modèle Standard comme par exemple les neutrinos stériles, les particules supersymétriques, les axions, ou encore les photons sombres.
Suite aux collisions de protons avec la cible, des mésons charmés ainsi que des pions, kaons et résonances à faible temps de vie sont produits. Le détecteur peut être résumé ainsi en trois parties :
  • La première partie de SHiP consiste en des absorbeurs denses à muons et à hadrons. Ils permettent de réduire le bruit de fond provenant de la désintégration des pions, kaons et des différentes résonances.
  • Une longue chambre sous vide d’environ 50m permet aux particules à long temps de vie de se désintégrer. Un de candidats étudié par SHiP est le neutrino stérile. Il attendu qu’il se désintègre en une paire de lepton et de méson.
  • Afin de détecter ces potentiels leptons et mésons, un détecteur à muons et un calorimètre électromagnétiques sont placés après la chambre sous vide. Leur quantité de mouvement et leur trajectoire peuvent être également mesurées grâce à des trajectographes et un aimant.
Le détecteur SHiP

L’expérience SHiP est actuellement une collaboration de 52 instituts à travers 17 pays du globe.