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Hdr Année : 2010

Towards experimentation at a Future Linear Collider

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R. Pöschl

Résumé

This document highlights aspects of the research program for a future linear electron positron collider enabling precision physics at the TeV scale where phenomena reaching beyond the Standard Model of particle physics are expected to appear. The most advanced proposal for such a machine is the International Linear Collider (ILC) which is designed for centre-of-mass energies between 90 GeV and 1 TeV. Earlier precision measurements suggest the existence of the Higgs boson with a mass of around 120 GeV. Employing nominal parameters on beam characteristics and luminosity, the ILC promises to arrive at a precision of 2-3% on the Higgs-strahlung cross section and of around 30 MeV on the mass of the Higgs boson. The detectors to be operated at the ILC will feature highly granular calorimeters. This new type of calorimeters is the main tool to achieve the envisaged jet energy resolution of 30%/\sqrt{E}. The electromagnetic calorimeter will use tungsten as absorber material and it is currently favoured to employ silicon diodes as the active material. The document describes details of the successful R&D program for this calorimeter in terms of mechanics and the development of the read out electronics which will be interleaved with the calorimeter layers. The status of the development of the silicon wafers is outlined as well. The results obtained in beam test campaigns with a first prototype confirm the parameters employed in the studies for the Letter of Intent published in 2009 by the detector concept group ILD.
Ce mémoire accentue des aspects du programme de recherche pour un futur collisionneur linéaire des électrons et positrons permettant de faire de la physique de précision à l'echelle de TeV où l'apparition des phénomènes au-delà du Modèle Standard de la physique de particules est attendue. La proposition la plus mature pour une telle machine est l'International Linear Collider (ILC) conçue pour des énergies dans le centre de masse entre 90 GeV et 1 TeV. Les résultats obtenus avec des expériences de précision précédentes suggèrent l'existence du boson de Higgs ayant une masse d'environ 120 GeV. En assumant des paramètres nominaux pour les faisceaux et la luminosité, l'ILC est prometteur d'atteindre une précision de 2-3% sur la section efficace de la Higgs-strahlung et d'environ 30 MeV sur la masse du boson de Higgs. Les détecteurs qui seront opérés au sein de l'ILC comprendront des calorimètres à haute granularité. Ce nouveau type de calorimètre constitue l'outil principal pour atteindre une résolution en énergie des jets de 30%/\sqrt{E}. Le calorimètre électromagnétique sera composé par tungstène comme matériel absorbant et il est actuellement favorisé d'employer des diodes de silicium comme matériel actif. Le document décrit des détails du programme de R&D pour ce calorimètre par rapport à la mécanique et du développement de l'électronique frontale qui sera integrée dans les couches du calorimètre. En plus, l'état actuel du développement des galettes de silicium est abordé. Les résultats obtenus dans les campagnes de test en faisceau avec un premier prototype confirment les paramètres appliqués dans les études de la ''Letter of Intent'' publiée par le groupe de concept ILD en 2009.
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Dates et versions

tel-00466550 , version 1 (24-03-2010)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00466550 , version 1

Citer

R. Pöschl. Towards experimentation at a Future Linear Collider. High Energy Physics - Experiment [hep-ex]. Université Paris Sud - Paris XI, 2010. ⟨tel-00466550⟩

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