Point d'interaction

Simulateur de collisions de particules : trajectoires après le choc, dépôts d'énergie, masses reconstruites.

On lance des particules les unes contre les autres et on regarde ce qui sort du choc.

Espace : lancer

Missions pour démarrer

Accélérateur

Collisionneur

Énergie par faisceau

c est la vitesse de la lumière, 299 792 km/s, que rien ne peut dépasser : les faisceaux l'approchent à un cheveu.

Collision

ProcessusCe que produit la collision

Part de signal dans les rafales

Le reste est du fond. Dans les vraies données le signal est bien plus rare : baisser la part montre combien de collisions il faut pour qu'il émerge.

Empilement (collisions simultanées)

Au LHC en 2024, environ 60 collisions par croisement de paquets.

Centralité

0 % : noyaux de plein fouet. 90 % : collision rasante.

Détecteur inspiré de CMS

Champ du solénoïdeChamp magnétique de l'aimant

Rayon de courbure : R = pT / (0,3 · B). Dans la culasse de fer, le champ s'inverse et les muons repartent dans l'autre sens.

Le courbe la trajectoire des : plus il est fort, plus elles tournent.

Échelle compressée Animation Traces molles Neutrinos (vérité)Neutrinos (invisibles en vrai) Cônes de jets Étiquettes

Vitesse de l'animation

Muon Électron Photon Hadron chargé Hadron neutre Neutrino Dépôt ECAL Dépôt HCAL E_T manquantePoussée manquante

Vue de côté les faisceaux arrivent par la gauche et la droite

Bilan énergétiqueÉquilibre de la collision

Objets reconstruitsParticules mesurées cocher pour la masse invarianteen cocher 2 pour une masse

Histogramme

Colorer signal et fond (vérité)Colorer le vrai signal

Chaîne de désintégration vérité de la simulation

Petit glossaire touche un mot

Ce que simule ce programme

Lire l'écran

Les muons traversent tout et laissent des impacts dans les chambres extérieures, dans la culasse rouge.
Les électrons ont une trace et s'arrêtent dans le calorimètre électromagnétique (ECAL).
Les photons ne laissent pas de trace (pointillés) et finissent dans l'ECAL, sauf s'ils se convertissent en paire électron-positon dans la matière du trajectographe.
Les hadrons chargés vont jusqu'au calorimètre hadronique (HCAL). Les jets sont des gerbes de hadrons issues d'un quark ou d'un gluon.
Les neutrinos ne laissent rien : on les devine par le déséquilibre d'impulsion transverse, l'énergie transverse manquante.

Ce qui est calculé fidèlement

Cinématique relativiste par quadrivecteurs, désintégrations et transformations de Lorentz ; masses, largeurs et durées de vie des particules (valeurs du Particle Data Group) ; courbure dans le champ magnétique pas à pas, y compris l'inversion dans la culasse ; perte d'énergie des muons ; conversions de photons ; désintégrations en vol des K⁰s, Λ, hadrons B et taus ; résolution des calorimètres et du trajectographe ; multiplicités Pb–Pb mesurées par ALICE. Côté accélérateur : facteur γ, vitesse, fréquence de révolution, champ des dipôles et perte synchrotron par tour.

Ce qui est simplifié

Distributions des partons dans le proton approchées ; fragmentation des jets par un modèle maison, pas par Pythia ; gerbes réduites à des dépôts par tour de calorimètre ; ni diffusion multiple ni rayonnement de freinage ; un seul détecteur pour tous les collisionneurs ; sections efficaces non respectées : la part de signal se règle à la main. L'échelle compressée agrandit le trajectographe et resserre le système à muons, pour tout voir sur un écran.