Calorimétrie en cinq dimensions – Calo5D

La reconstruction précise des produits d’une collision de particules est d’une importance cruciale pour le indispensable au potentiel de mesure et de découverte des aspects fondamentaux des particules élémentaires. Les détecteurs auprès des futurs collisionneurs de particules utiliseront des « calorimètres imageurs » hautement granulaires fournissant la disposition spatiale détaillée de l’énergie déposée localement par le passage et les gerbes de particules. Ces informations sont exploitées à l’aide d’algorithmes sophistiqués de flux de particules, qui combinent de manière optimale les informations en provenance des différents sous-systèmes du détecteur ; la capacité des calorimètres à détecter, séparer et mesurer les particules individuelles les atteignant est critique. Équipés de dispositifs de chronométrage modernes, qui peuvent atteindre des précisions de quelques 10 à 100 ps, les calorimètres imageurs deviennent pleinement des détecteurs à cinq dimensions, couvrant l’espace, l’énergie et le temps avec une granularité centimétrique. Pour capitaliser sur ces apports, les algorithmes de flux de particules existants seront étendus au-delà de l’état de l’art, par exemple en intégrant les relations causales entre cellules, de manière classique et en intégrant des techniques d’apprentissage automatique pour permettre l’exploitation complète de la complexité supplémentaire. Ce processus servira à définir la part du cahier des charges relative au chronométrage des les exigences relatives aux éléments systémiques de synchronisation dans les systèmes de calorimètres des futurs collisionneurs e+e– (usines de Higgs), en combinant ces algorithmes aux études de performance pour des canaux physiques clés dans le domaine de la physique de Higgs et des mesures de précision électrofaible. Le projet CALO5D va ainsi étendre l'état de l'art en calorimétrie granulaire et en reconstruction standard et automatisée, avec l'ajout d'une dimension temporelle. La réunion d'experts reconnus internationalement dans chacun des domaines concernés permettra d'évaluer le gain effectif de ces nouvelles techniques pour la physique auprès des futurs collisioneurs.