Prospectives QGP - irfu/in2p3 (2012 - 2022)

Propositions de projets 2012-2022

Dans cette page nous souhaitons recompiler toutes les propositions de projets pour 2012-2022, afin de pouvoir preparer le plan detaillé. La nature du projet, une brieve description du projet et de son interet scientifique doivent y figurer.

Projets

Expérience CMS

Raphael GdC

Grâce à sa grande acceptance et à sa grande bande passante, l’expérience CMS permet d’explorer les aspects du plasma de quarks et de gluons sondés par les processus les plus « durs ». Avec l’augmentation de luminosité, cette spécificité se verra renforcer dans les années à venir. Si le groupe français qui travaille sur cette expérience a déjà obtenu des résultats très significatifs, tout renfort permettrait d’en obtenir d’avantage. Au niveau mondial, le groupe reste également de taille modéré et son programme de physique reste limité par les forces en présence. Les nouveaux physiciens s’impliquant dans le programme auront de belles opportunités de mesurer de nouvelles observables du PQG (on peut par exemple penser aux corrélations Z-jet qui, comparées aux gamma-jet permettront de séparer les jets de quarks et les jets de gluons), ainsi que de prendre des responsabilités et de développer leur carrière.

Au niveau technique, des réflexions sont en cours, mais il semble qu’aucun développement spécifique ne soit pertinent pour améliorer le programme d’ions lourds, autre que les upgrades génériques de l’expérience. Le projet se limite donc, pour l’instant, à un renforcement humain pour tirer un parti maximum du potentiel de physique des ions lourds de l’expérience CMS, pour un coût minimal.

Expérience cible fixe au SPS pour la mésure du chi_c en Pb-Pb

Frédéric Fleuret
A MOYEN TERME (horizon 2015) :
- Je propose de discuter de la pertinence d'une expérience cible fixe au SPS destinée à mesurer la production du chi_c dans les collisions Pb+Pb (c'est le benchmark, mais on peut aussi accéder à la physique du charme ouvert et mesurer précisément les CNM aux énergies du SPS). Cette mesure n'a jamais été effectuée et il est fort probable qu'elle ne sera pas effectuée de manière satisfaisante auprès du RHIC et du LHC avant longtemps. La difficulté de cette mesure est l'identification du photon issu de la désintégration du chi_c (chi_c -> J/psi + photon) dans un environnement à forte multiplicité de pi0. Les développements technologiques récents sur la calorimétrie électromagnétique (Calice) rendent cette mesure accessible, y compris pour des expériences cible fixe. Le succès d'une telle expérience permettrait en outre de valider cette technologie pour la physique des ions lourds dans la perspective de futurs upgrades au LHC.

Expérience cible fixe au LHC

Frédéric Fleuret
A LONG TERME (horizon 2020-2022):
- Je propose de discuter de la pertinence d'une expérience cible fixe au LHC pour étudier de manière (très) précise les effets nucléaires froids affectant la production des quarkonia à des énergies proches de celle du RHIC (avec un faisceau de 7 TeV, l'énergie dans le centre de masse est ~115 GeV?). Ici, une partie du halo du faisceau serait extraite au moyen de cristaux. C'est une technologie connue des experts du CERN et qui n'introduit pas de perturbation du faisceau primaire. L'intensité ainsi extraite serait de l'ordre de 5.10^8 protons/seconde ce qui donne une luminosité intégrée de l'ordre de 1 fb-1/an, soit, plusieurs 10^8 psi/an.
Les avantages décisifs d'utiliser une expérience cible fixe plutôt qu'un collisionneur sont:
1. une grande souplesse sur le choix des cibles qui permet d'étudier un grand nombre de systèmes.
2. une cinématique très fortement boostée vers l'avant qui permet de couvrir, dans le système du centre de masse, toute la région de rapidité négative: y*=[-4.6,0] @ sqrt_s=115 GeV?. De la même manière, en cinématique inverse, Pb+p par exemple, la région y*=[0,4.2] @ sqrt_s=72 GeV? (avec le faisceau de Pb, l'énergie dans le centre de masse n'est que de 72 GeV?).
3. Avec le faisceau de Pb, il sera possible d'étudier tous les systèmes Pb+A possibles et donc de comprendre précisémment l'influence du volume de la réaction dans la production du QGP.

Technologiquement, cette expérience s'appuierait sur les choix adoptés pour l'expérience cible fixe au SPS, notamment une calorimétrie électromagnétique et hadronique ultra-granulaire pour permettre d'identifier et de séparer tous les produits de la réaction. La physique accessible avec une telle expérience dépasse le seul champ de la physique des ions lourds. Une telle expérience permettrait notamment d'étudier la QCD à grand x. Dans le cas de ces prospectives, ce sujet sera discuté plus en détail par Jean-Philippe dans le groupe "8. Structure du nucléon, QCD, physique diffractive".

Etude des mécanismes de hadronisation et des propriétés du « bulk » sous l’angle des hadrons étranges

Christian Kuhn

1. Rapports baryon/méson et corrélations azimutales

Dans les collisions d’ions lourds du RHIC et du LHC, les différences observées entre mésons et baryons au niveau notamment de leur distribution en impulsion transverse (excès de baryons par rapport aux mésons à pT intermédiaire) peuvent s’expliquer par l’imbrication de processus durs (conduisant à une hadronisation par fragmentation de partons) et de processus mous (formation de hadrons par recombinaison de partons et influence du « flow » radial ). Il sera essentiel d’étudier l’évolution de ces mécanismes entre le RHIC et le LHC où l’on prévoit que la limite de recombinaison devrait être déplacée de façon substantielle vers les plus hauts pT. Il faudra évaluer l’influence respective des mécanismes de coalescence et de fragmentation en comparant la production des hadrons dans les collisions Pb-Pb (incluant son évolution en fonction de la centralité de la collision) avec celle issue des collisions proton-proton.
Dans ce contexte, les hadrons étranges (méson K0s et baryons Λ, Ξ, Ω) constituent une sonde précieuse et unique car ils sont mesurés et identifiés par des méthodes de reconstruction topologique, ce qui permet de couvrir un domaine de pT très vaste.
Parallèlement, l’objectif sera de quantifier le degré de production lié à des interactions parton-parton dures par rapport à des modes de formation plus lents impliquant des interactions multi-partoniques et des processus de type recombinaison. Cela nécessitera des études différentielles consistant à associer la production de hadrons étranges à l’émission simultanée de particules de haute impulsion transverse, essentiellement en mesurant les possibles corrélations angulaires azimutales entre les hadrons étranges et des particules chargées provenant de mini-jets et de jets reconstruits par calorimétrie.
Ces études ont débuté avec les premières données Pb-Pb (?sNN = 2.76 TeV) et pp (0.9 et 7 TeV) du LHC. Elles se poursuivront sur l’ensemble des campagnes de prise de données de ces prochaines années, couvrant une gamme d’énergie allant jusqu’à 5.5 TeV pour les collisions PbPb? et 14 TeV pour les collisions pp. L’ensemble de ce programme s’étendra sur 4 à 5 ans, c’est-à-dire jusqu’en 2016 probablement.


2. Degré d’équilibre et influence des jets sur les propriétés du « bulk »

Il s’agira de tester le degré d’équilibration chimique et thermique du « bulk » en comparant les taux de production et rapports de taux de production des hadrons mesurés aux prédictions de divers modèles statistiques à l’équilibre et hors équilibre. Dans ce contexte, les baryons étranges et surtout les baryons multi-étranges (Ξ , Ω) jouent également un rôle clef car ils sont la source de contraintes particulièrement fortes pour les modèles, relatives notamment à la température de gel chimique.
Suivant certaines prédictions, impliquant des scénarios hors équilibre et la possibilité d’avoir une « sur-saturation » de l’étrangeté, la production de particules étranges au LHC, et surtout celle de baryons multi-étranges, pourrait fortement se différencier de celle prévue par les modèles statistiques à l’équilibre. L’état de l’analyse des données PbPb? à sqrt(NN) = 2.76 TeV n’apporte pour l’instant que les premiers éléments de réponse à notre questionnement. Il semble certes montrer que les modèles statistiques à l’équilibre, bien qu'ils soient soumis à rude épreuve au LHC, parviennent à reproduire de manière satisfaisante la plupart des rapports de taux de production des particules mais seule une étude systématique de l’ensemble de ces rapports et surtout de leur évolution entre 2.76 et 5.5 TeV pourra apporter une conclusion solide.
Parallèlement, une analyse de la composition chimique des événements, en fonction de leur contenu en jets et de l’énergie (ou impulsion) de ces jets permettra d’évaluer l’influence des jets sur la composition chimique du « bulk » et sur sa thermalisation. Elle devrait également permettre de déterminer les corrélations entre la phase initiale et les phases de freeze-out ainsi que les corrélations entre les processus mous et durs.
L’accomplissement de ces analyses, démarrées en novembre 2010, nécessitera également plusieurs années.

Pour l'ensemble des ces études, les personnes impliqués proviennent essentiellement de l'IPHC (Boris Hippolyte, Iouri Belikov, Christelle Roy, Xitzel Sanchez, Christian Kuhn)

Hadrons charmés et « upgrade » de l’ITS

Zaida Conesa del Valle
Christian Kuhn

L’extension de l’étude des modes de formation des hadrons aux saveurs lourdes (quark charmé en particulier) apportera des informations complémentaires cruciales sur les mécanismes de coalescence et de fragmentation, ainsi que sur leur imbrication à pT intermédiaire qui semble prévaloir pour les saveurs légères (quarks u, d et s). Qu’en sera-t-il pour les hadrons charmés ?
La réponse à cette question nécessitera de pouvoir mesurer à la fois les mésons charmés (mésons D) et les baryons charmés (Λc, Ξc, Ωc) pour produire les rapports baryon/méson correspondants.
Avec la configuration du trajectographe interne (ITS) d’ALICE tel qu’il est actuellement, la mesure des mésons D se fait dans de bonnes conditions, en utilisant des méthodes de reconstruction topologique du même type que celles utilisées pour reconstruire les hadrons étranges.
En revanche les baryons charmés sont difficilement mesurables car ils se désintègrent beaucoup plus rapidement (cτ= 60μm pour le Λc et 20μm pour le Ωc). Leur mesure nécessite une meilleure résolution sur le paramètre d’impact de leurs produits de désintégration que celle obtenue avec l’lTS actuel.
Un projet d’upgrade de l’ITS a démarré au sein de la collaboration ALICE avec comme objectif l’installation du nouveau trajectographe en 2018-19.
L’intérêt d’un upgrade de l’ITS ne réside pas uniquement dans la possibilité de reconstruire les baryons charmés. Les apports du nouvel ITS seront nombreux : une meilleure résolution sur le vertex principal de la collision, une meilleure sensibilité pour la mesure des mésons charmés, une capacité accrue pour distinguer les événements empilés, une amélioration du "B-jet tagging" ainsi qu’une amélioration du système de trigger de l’expérience.
L’augmentation des taux de production des mésons D au LHC par rapport au RHIC permet dès à présent d’étudier intensivement leurs propriétés dans les collisions PbPb? à travers différents canaux de désintégration. Parce qu’ils sont essentiellement créés lors des tous premiers instants de la collision, les hadrons charmés apportent des informations sur l’état initial du système, en particulier sur l’étape de pré-équilibre . Ils constituent également une observable cruciale pour déterminer le bruit de fond qui affecte la mesure des quarkonias. La mesure de leurs sections efficaces de production et de leurs propriétés dans les collisions proton-proton permet de vérifier les calculs des modèles inspirés de la QCD et de sonder les fonctions de distribution partoniques. Ces informations sont cruciales pour interpréter les résultats dans les collisions d’ions lourds.
Ce qui semble indispensable pour améliorer la mesure des mésons charmés et permettre l’accès à la reconstruction des baryons charmés, c’est l’installation dans l’ITS d’une couche de pixels supplémentaires, aussi proche que possible de l’axe du faisceau (la limitation étant le diamètre du tube du faisceau), aussi fine que possible et offrant une résolution spatiale d’environ 5μm.
Des simulations montrent que si l’on plaçait une première couche de pixels, d’une épaisseur de Si correspondant à 0.2% de la longueur de radiation X0, à 2.2 cm du faisceau, les résolutions sur le paramètre d’impact des particules pourrait être de l'ordre de 15 à 20 μm au dessus de pT = 1 GeV?/c et de l’ordre de 30 à 40 μm à plus bas pT, ce qui serait parfaitement adapté à la mesure des baryons charmés sur l’ensemble du domaine en impulsion transverse.
L’ensemble de ces exigences plaide fortement en faveur de l’utilisation de pixels monolithiques (capteurs intégrant sensor et micro-circuits électroniques de lecture pour le prétraitement des données).
Une solution allant dans ce sens et que nous avons proposée à la collaboration ALICE est actuellement à l’étude. Ce projet se fonde sur le savoir faire et les développements de pixels monolithiques (Monolithic Active Pixel Sensors) en cours dans le groupe ILC-Capteurs CMOS de l’IPHC. Il s’agit donc d'une collaboration entre le groupe ALICE et le groupe ILC-CMOS qui aurait en charge le développement de ces capteurs dont les performances ambitionnées sont les suivantes : Pixels CMOS minces (50 μm) en technologie 0.18 μm, offrant une résolution spatiale < 5 μm, un temps de lecture ~ 20-40 μs et une tolérance aux radiations de quelques MRad et supérieure à 10^14neq/cm2. L’objectif final est de produire des échelles de détection (détecteurs + support) double-face dont le budget de matière total est ~ 0.2-0.3 % de X0. L’intérêt de l’échelle double-face est qu’elle permet d’avoir 2 impacts rapprochés par particule détectée, améliorant l’alignement des détecteurs et la trajectographie.
L’ensemble de ce projet, qui comprendra d’abord une phase de R&D d’environ 3 ans à 4 ans, puis les phases de production et de mise en service, devrait s’étendre jusqu’en 2018.
Les personnes impliqués au niveau du groupe ALICE de l'IPHC sont: I. Belikov, Z. Conesa del Valle, B. Hippolyte, C. Kuhn et C.Roy

Upgrade ALICE MUON : MFT

Xavier Lopez
Raphael Tieulent

Le programme de physique avec le spectromètre à muons d'ALICE actuel comprend des études sur les mésons charmés et beaux ouverts (D et B) à travers leur canal de désintégration en muons ainsi que les quarkonias (J/psi, psi' et Upsilon(1s,2s,3s)) et les mésons vecteurs de faibles masses (rho/omega, phi) à travers leur canal de désintégration en di-muon. Cette physique sera étudiée dans les collisions pp, pA, Ca-Ca et Pb-Pb dans un domaine en pseudo-rapidité (-4,0 <y< -2,5) en fonction de l'énergie du centre de masse de la collision, des géométries de collision, de l'impulsion transverse, etc ...
Les performances du spectromètre sont contraintes par la présence d'un épais absorbeur utilisé pour stopper un grand nombre de pions et de kaons avant leur décroissance muonique. En outre, les mésons D et B sont actuellement extraits à partir des spectres de muons simples en utilisant les formes données par la simulation, avec des incertitudes systématiques conséquentes.
La construction du « Muons Forward Tracker » (MFT) est essentiellement motivée par l'amélioration physique rendue possible grâce à la mesure du DCA (« Distance of closest approach ») des muons simples et du vertex des di-muons. En conséquence les mésons charmés ouvert (ctau< 150 µm) et beaux (ctau 500 µm) seront clairement identifiés. Le MFT permettra de démêler les charmonia direct (J/psi et psi’) de leurs productions provenant de la désintégration des B qui représente environ 20% pour le J/psi et 40% pour le psi’. La quantification de ces mesures est importante en vue de comprendre l'effet direct du plasma quarks et de gluons sur la production des charmonias.
La MFT, grâce à sa capacité de reconstruction de traces, permettra d'améliorer la résolution en masse des résonances afin d’obtenir une meilleure séparation entre les états rho/omega, J/psi / psi' et les différents états de la famille des Upsilons. En outre, il contribuera à rejeter une fraction importante de muons provenant de la désintégrations des pions et des kaons, améliorer le rapport signal sur bruit fond et la sensibilité aux dimuons thermiques. Enfin, le MFT mènera à la mesure directe de la multiplicité de particules chargées dans l’acceptance du spectromètre, événement par événement.

Le design du MFT doit répondre à 2 exigences : la mesure de vertex secondaire et la possibilité d'associer les traces provenant du spectromètre à muons avec celles correspondantes dans le MFT.
Ces 2 exigences impliquent la minimisation du nombre de particules secondaires (bruit de fond) dans l'acceptance du MFT et la nécessité d'avoir une très bonne granularité. La réduction du bruit de fond passe par la minimisation de la quantité de matière devant et dans le MFT. Une modification du tube faisceau du LHC en passant à un tuyau de forme conique présentant une face verticale devant le MFT est proposée. Le setup actuellement simulé comprend 5 plans de pixels de taille 10um x 10um également espacés entre 40 et 83 cm de l'IP permettant ainsi de couvrir l'acceptance du spectromètre entre 2 et 9 degrés. Un gros effort de simulation est en cours afin d'optimiser le setup en terme de nombre de plans, de leur position et de la taille des pixels.
La nécessité d'avoir un faible budget de matière et une très bonne granularité fait du senseur monolithic CMOS le candidat idéal pour équiper le MFT. Ces senseurs ont une épaisseur de 50um ce qui permet d'avoir un budget de matière totale inférieur à 0.5% de X0. Ces senseurs sont actuellement développés intensément, notamment pour l'expérience STAR par le groupe Capteur CMOS de l'IPHC. Des R&D seront nécessaires pour le rendre totalement opérationnel et l'adapter à ALICE

Upgrade de l'électronique du VZERO

Raphael Tieulent

At the beginning of the data taking in 2009, a huge over counting of pp interactions by the VZERO detector was observed. It was due to �after-pulses�, caused by the positive ions which are generated by the ionisation of residual gases in the photomultiplier tube. These positive ions return to the photocathode (ion feedback) and produce many photoelectrons which result in after-pulses. The time delay with respect to the signal output pulse ranges from several hundred nanoseconds to over few microseconds, and depends on the voltage applied to the photomultiplier tube. In actual measurements, the frequency of after-pulses is a problem. In pulse counting applications such as in a LHC experiment where time window is systematically opened every 25 ns, the frequency of bad triggering is high, especially when no coincidence between channels is required. This effect cannot be suppressed by the simple exchange of photomultipliers. Many tests have been done with tubes similar to the ones presently used, namely protected again high magnetic field effect.
Nevertheless, an important observation was done during these tests. The shape of pulses is very different from the one of after-pulses. The pulse width at half maximum extends on about 15 ns. After-pulses are much shorter and show a width of less than 10 ns. The first is mainly governed by the scintillating elements and their geometry, the second by the tube characteristics. This leads to propose the implementation of a shape analysis algorithm for the identification of each type of signal, i.e. for eliminating any effect due to residual after-pulses. That is the upgrade which is proposed to make the VZERO detector a full stand-alone trigger system. An ALICE note will summarize the works carried out on after-pulses and the performance of the on-line signal selection. The final decision for this upgrade will be taken in the light of this performance.
The upgrade of the Front End Electronics will be centered on the replacement of the charge integration (QDC) by amplitude measurements of signals with the use of 0.5 GHz flash ADC circuits. An on-line algorithm will identify pulses, after-pulses and noise. Added to a reduction of time windows to 5 ns, the residual after-pulse effects will be suppressed. The efficiency of the method is being evaluated in laboratory. There will be no change, only improvement if necessary, concerning the present functionalities of the system. If electronics boards have to be rebuilt from scratch, the experience gained from the previous device allows us to anticipate a fast realization of this upgrade.
This upgrade should be ready and functional when LHC restarts after the long shut-down of 2013.

L’expérience CBM auprès de FAIR

Fouad Rami

Il me semble important d’inclure l’expérience CBM dans cette prospective, ceci pour deux raisons : 1) ce sera l’un des projets européens majeurs de la discipline pendant la prochaine décennie (voir le rapport "Long Range Plan 2010" de NuPECC?) et 2) un laboratoire français, l’IPHC-Strasbourg, est impliqué depuis déjà plusieurs années dans la phase de R&D et de conception de cette expérience.
Ci-dessous une brève description de ce projet et des perspectives pour la période 2012 - 2022.

Thème de recherche : Ce projet se propose d’explorer le diagramme de phases de QCD dans la région des hautes densités baryoniques nettes (complémentarité avec les expériences IL au RHIC et au LHC).

Intérêt scientifique : L’expérience CBM vise à répondre à des questions fondamentales en physique subatomique : quelles sont les propriétés des systèmes nucléaires très denses ? y-a- t-il une transition de phase de premier ordre de la matière hadronique vers la phase partonique? existe-t-il un point critique et, si oui, où est-il situé ? y-a-t-il une transition de phase chirale et, si oui, coïncide-t-elle avec la transition de phase de déconfinement ? existe-t-il de nouvelles phases QCD comme "la matière quarkionique" ?

Programme expérimental : Cette expérience est conçue pour mesurer un grand nombre d’observables physiques et en particulier celles associées à des sondes rares (aux énergies de FAIR) comme le charme ouvert, le charmonium et les mésons vecteurs légers, qui sont particulièrement sensibles aux effets de haute densité baryonique et de transitions de phase. Ces sondes rares seront mesurées pour la première fois dans le domaine d’énergie de FAIR (sqrt(s) < 10 GeV?), grâce à la bonne luminosité des faisceaux d’ions lourds de FAIR (10^9 ions/s pour Au) et l’utilisation de détecteurs de nouvelle génération. CBM étudiera ces observables dans les collisions noyau-noyau mais aussi proton-noyau et proton-proton (données de référence). Sur le plan instrumental, le principal défi de ce projet réside dans le développement de détecteurs très rapides (taux de collisions extrêmement élevés, jusqu'à 10MHz) et radio-résistants.

Implication de l’IPHC-Strasbourg : L’IPHC est impliqué depuis plusieurs années dans la conception et le développement du détecteur de vertex (deux plans de pixels), dont le rôle principal sera d’identifier les hadrons à charme ouvert (mésons D et lambda_c). Cette implication porte, d’une part sur le développement de capteurs silicium à pixels (technologie MAPS) très granulaires, minces, rapides et avec une bonne tolérance aux radiations et, d’autre part, sur des études de simulation dont le but est d’optimiser le design du détecteur pour les mesures du charme ouvert.

Perspectives pour la période 2012 – 2022 :
- Finalisation de la R&D sur les capteurs MAPS (validation du prototype final) et contribution à l’élaboration du TDR (2012 - 2013)
- Possibilité de contribuer à la construction du détecteur (2013-2017). La contribution envisagée porte sur les capteurs MAPS destinés à équiper le détecteur de vertex. Si l'implication française est forte, notamment avec la participation d'autres labos, cette contribution pourrait être élargie à d'autres tâches (mécanique, système de refroidissement, électronique, DAQ), voire même à d'autres composants du détecteur CBM.
- Prises de données et analyse des résultats (à partir de 2018).

Physique des jets

M. Estienne
C. Furget

Un des résultats marquants obtenus à l'aide des premières données du LHC porte sur l'étude de la perte d'énergie des partons à partir de la mesure des jets de haute énergie. La perte d'énergie a été observée comme un déséquilibre en énergie dans les évènements di-jets.
Cependant, les premières études montrent que cette asymétrie en énergie ne se traduirait pas par une modification de la fonction de fragmentation, dans la limite des coupures utilisées de 4 GeV??/c sur l'impulsion transverse des hadrons chargés pour des jets > 100 GeV??. Il semble donc que l'énergie serait dissipée à très grand angle (en dehors du cône dans lequel est contenu le jet) à des énergies très faibles en dessous des coupures utilisées pour la mesure. Cependant l'absence de modification à petit xi est surprenante. Ces résultats ayant a été obtenus pour des jets supérieure à 100 GeV??, on peut s'interroger si ces derniers ne sont pas émis de la surface du milieu dense et en subissent donc des effets moindres.
Ainsi les premiers résultats du LHC sur la physique des jets dans les collisions d'ions lourds montrent que cette dernière n'en est qu'a ses balbutiements et qu'un nouveau domaine d'étude complexe et prometteur est en train de voir le jour.

Dans les prochaines années, il sera nécessaire de se concentrer sur la mesure d'évènements di-jets asymétriques en énergie dont l'énergie du jet de recul est, si possible, peu dominée par les fluctuations du bruit de fond. Pour cela, il est nécessaire d'augmenter grandement l'acceptance de mesure de EMCal qui favorisera de plus l'étude d'évènements corrélés en phi et l'étude des évènements gamma-jet. Ceux-ci devraient permettre de faire le même type d'étude mais en assurant un meilleur contrôle de l'énergie du processus dur étudié. L'objectif est également de sonder un domaine en pT de hadrons au sein des jets plus bas que les coupures actuellement utilisées pour améliorer les mesures des fonctions de fragmentation à grand xi.

Un deuxième axe d'étude pour les 10 années à venir porte sur la compréhension des interactions jet / milieu dense. Les corrélations à deux particules en eta et en phi, par exemple, montrent actuellement que les cinq premières harmoniques de la décomposition en série de Fourier de la distribution en phi des particules contribuent de façon non négligeable à la structure de l'underlying event complexe des collisions d'ions lourds.
Etant donné le couplage fort qui semble exister entre l'énergie perdue par le parton dur et la restitution de cette énergie par le milieu, il sera important dans l'avenir d'étudier précisément le couplage entre les signatures traditionnelles de la physique à hauts pT (R_AA, fonction de fragmentation) et les observables du milieu (comme le flow).

Les objectifs de physique ainsi formulés conduisent à augmenter au maximum la couverture angulaire pour la détection des jets et pour la physique des corrélations. Dans le cadre de l'expérience ALICE, cela suppose d'étendre l'acceptance angulaire du calorimètre électromagnétique sur toute la surface disponible (projet FULLCal). De plus il est primordial d'atteindre une acceptance en impulsion la plus basse possible (en dessous du GeV??)