LPNHE LHCb Physique des particules et hadronique - 25 mars 2019 - IN2P3
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Physique des particules et hadronique
LHCb
LPNHE
25 mars 2019
Composition de l’équipe
Prénom / Nom Statut ; projet (ANR/ERC) Période Commentaire Ac;vité A/D
Eli Ben Haim PR (HDR) – SU 07/2010 - Responsable Ana | Upgrade
Mat Charles MdC (HDR) – SU 09/2013 - Ana |
Arnaud Robert MdC - SU 01/2017 - Ana |
Luigi Del Buono CR1 (75%) 2005 - | Upgrade
Vladimir (Vava) Gligorov CR1 (HDR) ; Resp. ERC RECEPT 02/2016 - Ana | Upgrade
Francesco Polci CR1 ; Resp. ANR ReViSaL 10/2011 - Ana | Upgrade
Pierre Billoir Emérite (50%) (HDR) 06/2015 - | Upgrade
Renato Quagliani CDD ERC RECEPT 10/2017 – 09/2020 LFU, trajectographie Ana | Upgrade
Dorothea vom Bruch CDD ERC RECEPT 12/2017 – 11/2020 LFU, trajectographie Ana | Upgrade
Emilie Bertholet Doctorante (3ère année) StepUp 10/2016 - 09/2019 CPV BnoC * Ana |
(Directeurs: E. Ben Haim, M.Charles)
Florian Reiß Doctorant (2ère année) ERC RECEPT 09/2017 - 02/2020 LFU, trajectographie Ana | Upgrade
(Directeur: V. Gligorov)
Da You Tou Doctorant (2ère année) ERC RECEPT 09/2017 - 02/2020 LFU, trajectographie Ana | Upgrade
(Directeur: V. Gligorov)
Thomas Gramma;co Doctorant (1ère année) StepUp 10/2018 – 09/2021 CPV BnoC * Ana | Upgrade A
(Directeurs: E. Ben Haim, M.Charles)
Olivier Le Dortz IR HC électronicien (70%) 06/2013 -
Jean-Luc Meunier IR électronicien (40%) 01/2018 -
Diego Terront IE informa]cien (70%) 01/2018- + 07/2014 - 10/2015
* dans désintégrations en trois corps sans charme D = Départ A = Arrivée 2
D’autres informations sur l’équipe
Résumé de la composition de l’équipe
• 3 EC, 3 CR, 1 émérite, 2 post-docs, 4 doctorants
• 13 signataires à présent, ~12 ETP
• Fin 2018 : une arrivée (Thomas) + deux départs (Giulio [CDD ANR] + Andrea[Doctorant])
• 1 postdoc commun ERC+ANR (2 ans) prévu pour 2019
Collaborations à souligner
• « Associate member » : UNAL-Bogota (Colombie)
• Projet « Polonium » sur LFV avec IFJ - Cracovie
• Discussions avec LIP6 pour qu’ils deviennent « Technical Associate member »
(co-encadrement d’un stage de M2 sur la reconstruction des traces dans le VELO – grande réussite)
à dans le cadre de cette collaboration, un projet « Emergence SU » a été soumis
Résumé des projets (ANR/ERC/ITN…)
• Projet ANR ReViSaL 10/16-09/19 (Francesco)
• Projet ERC RECEPT 09/17-08/22 [5 ans] (Vava)
• Projet Institut Pascal à Orsay (Learning to discover) autour du « machine learning » (Vava), avec LAL et UPS.
75k€ pour l’organisation de deux workshops sur RTA (le premier aura lieu cet été)
• Le projet ANR BooST sur les désintégrations rares avec des leptons tau dans LHCb, BELLE II et FCC-ee,
(Francesco) avec CPPM (porteur: Julien Cogan), LPC-Clermont, LAL, LAPTh, LPT, LPNHE
a passé la première étape de sélection
• Marie Curie training program ITN « SMARTHEP » (RTA, « machine learning ») re-soumis cette année (Vava),
Réponse attendue en juin, partenaires locaux : LIP6, ATLAS-LPNHE
Visiteurs
• Simon Akar (CDD à Cincinnati - USA), contribue à l’analyse de R(K*), 9/2018 – 8/2019
• Mike Sokoloff (PR à Cincinnati - USA), contribue au projet RTA, 9/2018 – 8/2019
• Mengzhen Wang (Ph.D à Tsinghua – Beijing, Chine), contribue à l’analyse de R(D*), 10/2018 – 9/2019
• Deux étudiants de Valencia – 1 mois (financé par le LABEX ILP)
• [Xuesong Liu (Ph.D à Tsinghua – Beijing, Chine), a contribué à l’analyse de BàKshh’, 10/2017 – 9/2018]
Thèses soutenues depuis 2016
• Louis Henry, Recherche de nouvelle physique dans les désintégrations à trois corps de mésons B sans particule
charmée dans l’état final avec l’expérience LHCb.
Dir : Eli, Financement: Step’Up, 10/2013 - 09/2016
• Andrea Mogini, Search for lepton flavor violation and other signs of new physics in semileptonic B decays
Dir : Francesco, Financement : Step’Up+ILP, 10/2015 - 09/2018
3
Ressources 2016-2019
Récapitulatifs de l’ensemble des ressources de l’équipe sur 2016-2019:
Origine 2016 2017 2018 2019
IN2P3 49k€ 57k€ 68,7k€ 60k€
(missions et fonc]onnement)
ANR ReViSaL* MS=30 219,62 MS=53 580.38
M&I=4 652,73 M&I=11 507.99
ERC RECEPT* MS=33 449,21 MS=216 550,79
M&I=6 571,25 M&I=36 628,75
* A titre indicatif. Merci de ne faire confiance qu’aux chiffres sur Webcontrat
4
Activités Scientifiques (2018-)
Analyse
• Deux pôles principaux d’analyse: désintégra;ons rares; désintégra;ons sans par;cule
charmée ; inves]ssement principal dans les analyses « core »
• Analyses qui ]rent profit des inves;ssements historiques (ac]vité parallèle décroissante)
• Nous poursuivons la logique de nos analyses du Run I en allant dans la direc]on qu’elles
indiquent pour la recherche de nouvelle physique avec les données du Run II
Désintegrations rares (6 analyses)
[Andrea, Da Yu, Dorothea, Florian, Francesco, Giulio, Renato, Vava ; collab. : LAL, CPPM]
• Mesure des rapports R(K(*)) = BR(B0àK*0µ+µ-)/BR(B0àK*0e+e-) + analyse simultanée
• Recherche de violation de la saveur léptonique : B+àK+e+µ- , B0àK*0τ+µ- , B+àK+τ+µ-
• Mesure (avec électrons) du rapport R(D*) = BR(B+àD*0τ+ν)/BR(D*0ℓ+ν) ; ℓ = e,µ
Phases CKM (3 analyses) [Eli, Emilie, Thomas, (Vava) ; collab. : C-F]
• BR de Bd,sàKSh+h-’
• Analyse en amplitude de BdàKSK+K-
• Recherche de CPV in Λb → pπ-π+π-
Modèle des quarks (1 analyse) [Mat ; collab. : LAL]
• Recherche de Ξcc+, Ξcc++
Collaboration à l’étranger : UNAL-Bogota, Warwick, Valencia, Tsinghua, Cincinnati, Dortmund, Cracovie
5
Responsabilités, fonctionnement de LHCb
Shifts : nous avons contribué à plusieurs rôles dans la prise de données : Run chief, Shift
Leader, Data Manager, L0-trigger Piquet, Alignement Piquet (expert « on call »)
En 2018 nous étions en 4ème position dans LHCb pour nombre de shifts par auteur
Responsabilités dans la collaboration
(L1) : - Physics coordinator (Mat, 07/2018-12/2019 [prolongement possible])
- Coordinateur du Upgrade software group (Vava, 11/2017 – 12/2018)
- « project leader » du RTA [projet de plus de 50 ETP] (Vava, 1/2019 – )
(L2) : - Coordinateur du groupe Tracking, Alignment & Vertexing (Francesco, 07/2016 – 03/2019)
- Coordinateur du groupe Tracking, Alignment & Vertexing (T&A) (Giulio, 01/2018 – 12/2018)
- Coordinateur du Early Career, Gender & Diversity Officer (Mat, 09/2016-06/2018)
(L3) : - Coord. du groupe B Decays with no Charm (BnoC) / 3 Body Decays (Eli, 01/2017 -03/2019 )
- Responsable de l’électronique Back End du SciFi (Olivier, 01/2016 -)
(autres) : - Co-responsable des Masterclasses LHCb (Vava)
- Editeur du Yellow Report sur HL-LHC (Vava)
- Tracking Liaison pour le groupe de travail « Rare Decays » (Andrea, 06/2016 – 04/2018 )
- MC Liaison pour le groupe de travail « T&A » (Da Yu, 04/2018 - )
- MC Liaison pour le groupe de travail « BnoC » (Emilie, 04/2018 - )
- TurCal liaison pour les groupes de travail « T&A » et PID (Florian, 04/2018 - )
D’autres contributions
Tiers2 – Data dans GRIF (avec LAL)
Participation active au processus de revue d’analyses, entre autres comme « chairs » de comité de revue. 6
Et en dehors de LHCb…
Responsabilités
Eli : - coordinateur du groupe « Rare decays » de HFLAV (2013 - )
- coordinateur du groupe « Charmless B decays » de BaBar (2009 - )
- Co-responsable du M2 NPAC pour Sorbonne Université
Francesco : - directeur du GDR Intensity Frontier (GDR-InF) (2017 - )
Mat : - coordinateur du groupe « Heavy flavour production and spectroscopy » du GDR-InF
(2017-06/2018)
Organisation d’événements scientifiques au LPNHE (2017-2019) :
Workshop GDR-InF « Multibody charmless b-hadron decays » LPNHE, 06/2018
Workshop GDR-InF « Singly and doubly charmed baryons » LPNHE, 06/2018
Workshop GDR-InF « QED corrections to (semi-) leptonic B decays » LPNHE, 07/2019
SciFi electronics wokshop, LPNHE, 07/2017
Et ailleurs (2017-2019) :
Francesco : Workshop GDR-InF « The future of the intensity Frontier », CERN, 02/2018
Workshop GDR-InF « Annual meeting », Arles, 11/2018
Mat : deux « implications workshops », CERN, 10/2018 et 10/2019
Vava (avec Dortmund et EPFL) : atelier sur l’analyse en temps réel, Dortmund, 11/2018
7
Projet Technique
Electronique du SciFi
Responsable scientifique local : Francesco Polci
Responsable technique local : Olivier Le Dortz
Description courte
Electronique de back-end pour le Scin4lla4ng Fiber tracker pour l’upgrade de LHCb
Liste des chercheurs participants:
• Permanents : Francesco Polci (20%), Luigi Del Buono (75%), Eli Ben-Haim (10%)
• Émerite : Pierre Billoir (20%)
Liste des IT participants:
(composition de l’équipe et % donnés à partir d’avril 2018)
3 permanents
• Olivier Le Dortz IR HC électronicien (70%)
• Diego Terront IE informa]cien (70%)
• Jean-Luc Meunier CDD IR électronicien (40%)
8Le trajectographe à fibres scintillantes « SciFi »
Electronique
back-end
9Prise en charge de l’électronique back end du SciFi
Olivier (resp. technique), Diego, Jean-Luc | Francesco (resp. scientifique), Eli, Luigi, Pierre, Vava
Engagements
Gestion de l’achat des cartes TELL40, format PCIexpress [2018] L’activité
Développement d’un firmware spécifique [Depuis 2015] croit en
Test (banc/faisceau) et déploiement du firmware [2015 – 2019]
2018-2019
Logiciel de pilotage des cartes et interface avec la DAQ [2017 – 2019]
Installation et commissioning [2019 – 2021]
à Responsabilité de coordination de l’électronique back end (Olivier)
Réalisations essentielles en 2018
Tests et adaptation du firmware générique du back end
Définition du format des données de sortie de back end (firmware spécifique)
Définition de l’algorithme de « Clustering » (contribution au front end) [terminé]
Support aux tests (Nikhef, C-F, CERN)
10Activités techniques pour les upgrades
[Andrea, Da Yu, Dorothea, Florian, Francesco, Giulio, Luigi, Pierre, Renato, Vava + Olivier]
Enjeu principal : LHCb adoptera un trigger complètement software à 30MHz
=> forte contrainte sur la vitesse des algorithmes de reconstruction des traces.
Activités du groupe pour contribuer à cet enjeu
Conception, optimisation et test de l’algorithme de « clustering » pour le SciFi
Responsabilité des deux principaux algorithmes de tracking : Velo et SciFi
Optimisation de la première étape du trigger :
Lancement et pilotage d’un projet pour réaliser sa totalité sur GPU
paramétrisation et simplification du « Kalman Filter »
Proposition et leadership du projet RTA (trigger + reconstruction) : ~50 ETP
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
D’autres études pour l’upgrade
Amélioration de la description du champ magnétique et études d’alignement
Etudes de l’efficacité de reconstruction des électrons (aussi pour le Run II)
---------------------------------------------------------------------------------------------------------
Pour l’upgrade phase II : principalement Codex B
+ études de performances de « magnet chambers »
Accent sur l’ensemble de ces activités à partir de 2018 ! 11Faits marquants
Désintégrations rares
Analyse angulaire B->K*µµ
Nouvelle JHEP 1602 (2016) 104
Physique
? 2.8σ
3σ
• Transitions b->sll – sonde puissante de NP :
- FCNC : uniquement via des diagrammes en boucle
- supprimés par le MS à plus de sensibilité à la NP
- riche phénoménologie et prédictions précises du MS
- explore une échelle de masse plus grande que √s du #
collisionneur LFU test R(K*)
JHEP 1708 (2017) 055
• Des nouvelles particules dans la boucle pourraient :
Ø Affecter les taux de désintégration
Ø Introduire de nouvelles source de CPV
Ø Altérer des distributions angulaires
• La NP pourrait coupler différemment aux trois
familles léptoniques 2.5σ
2.3σ
• Un nouveau résultat sur R(K) a été présenté à
Moriond EW 2019. l’update de R(K*) est en cours
de finalisation avec une forte contribution du
LPNHE 12Faits marquants
Trois corps sans particules charmées
Objectifs:
• mesure de phases β et βs de
mésons Bd et Bs dans les
processus en « boucle »
• Mesure de la phase γ
Analyse de complexité croissante,
en lien avec l’augmentation de la
BR de Bd,sàKShh’ avec 3 fb-1
taille de l’échantillon collecté : JHEP 11 (2017) 027
• mesure des BRs;
J • analyse en amplitude;
• analyse en amplitude B0d B0s
dépendante du temps avec
étiquetage de la saveur.
13Faits marquants
Nouvelles particules
Découverte du Ξcc++ Phys. Rev. Lett. 119 (2017)
m(Λc+K −π+π+ ) =
• Premier baryon (qqq) avec deux
quarks lourds.
• Un nouvel outil pour tester les
modèles de QCD !
14Evolution anticipée (3-5 ans)
Personnels
Etudiants
• Departs prévus :
- Emilie (2019), Florian et Da Yu (2020), Thomas (2021)
• Arrivées :
- Marie Bachmayer (2019), thèse avec Francesco sur LFV (financement Step’Up confirmé)
- 2 contrats doctoraux prévus par le ERC RECEPT
CDD
• Departs prévus :
- Dorothea et Renato (2020)
• Arrivées :
- 1 postdoc ANR+ERC (2019)
- 2 contrats de 3 ans prévus par le ERC RECEPT
Permanents
• Pierre actuellement en éméritat (renouvellement annuel)
• Pour maintenir notre rôle de leaders dans le projet RTA/reconstruc]on et pour préparer
le futur upgrade, nous espérons
– obtenir le plus rapidement possible un poste d’IR-physicien
– renforcer l’équipe technique
15Evolution anticipée (3-5 ans)
Projets
• Analyses « charmless » : un long projet, qui s’effectue par des
phases de complexité croissante.
• Analyse désintégra]ons rares :
- LFU tests dans les désintégra]ons bà sll et b à clν
- recherches directes de cLFV
• Upgrade :
- installa]on, commissioning et suivi de l’électronique de back end
- soqware de reconstruc]on (dans le cadre de RTA)
16Attentes (vis-à-vis de l’IN2P3)
• Les financements ERC et ANR jouent un rôle majeur dans le fonc4onnement de l’équipe.
Quand ces financements seront arrivés à terme nous ne pourrons pas assurer une
con4nuité d’implica4on dans toutes les ac4vités. Nous allons ac]vement chercher
d’autres financements, mais nous comptons sur le sou]en fort de l’IN2P3 pour recruter du
personnel (CDD et CDI) afin de ne pas perdre l’élan.
• Les financements extérieurs (ANR et ERC) sont ciblés seulement sur les désintégra4ons
rares. Cela ne doit pas pénaliser l’ac]vité autour des désintégra]ons du méson B en trois
corps sans charme, qui nécessite des doctorants et des postdocs.
• Il y a une discussion en cours entre les groupes français par rapport à la par]cipa]on à
l’upgrade de phase 2. A l’heure actuelle il y a une implica]on locale dans la proposi4on et
concep4on d’un détecteur de par4cules de longue durée de vie (Codex-b), et dans l’étude
des performances des chambres de l’aimant. Nous auendons de l’IN2P3 d’être un
interlocuteur dans la suite du processus et d’assurer le futur de la physique des saveurs au
LPNHE en terme d’embauche
• Nous aider à établir le partenariat avec le LIP6
• Favoriser le séjour à long terme au CERN de chercheurs (et EC !) à tout niveau. Ceci sera
par]culièrement nécessaire en 2021 pour le commissioning du détecteur.
• Nous espérons que l’IN2P3 mènera une poli]que qui permeura l'embauche des jeunes
excellents que nous sommes en train de former.
17BACKUP
[ + Tous les documents jugés utiles pour la discussion]
18Évolu]on récente
(5 dernières années)
• Permanents
• Evolu]on importante de l’équipe : + 4 permanents depuis 2012
- déjà au laboratoire : Arnaud Robert (MdC) arrivé en 2017 ; Pierre Billoir (PR émérite) arrivé en 2015 ;
- nouvelles embauches : Vava Gligorov (CR) arrivé en 2016 ; Mat Charles (MdC) arrivé en 2013.
• Postdocs (past)
• Aurelien Martens : Désintégra/ons hadroniques du B(s) sans charme
Financement in2p3 (11/2011 – 07/2013)
• Diego Milanes : Désintégra/ons hadroniques du B(s) sans charme, spectroscopie, SciFi
Financement « émergence UPMC » (11/2012 – 07/2014)
• Giulio Dujany : Financement ANR (05/2017 – 12/2018)
• HDR obtenues ou imminentes
• Eli Ben Haim : Beauty and the Dalitz plane, 2011
• Mat Charles : Selected results on heavy flavour physics at LHCb, 2016
• Vava Gligorov : Conceptualiza/on, implementa/on, and commissioning of real-/me analysis in the High
Level Trigger of the LHCb experiment, 2018
• Francesco Polci : auendue en 2019
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