Espérant chaque fois terminer de raconter comment le CERN s’ y prend pourretrouver trace de quelque chosequi ressemblât au boson deHIGGS façon Modèle standard , j avertis par prudence mes lecteurs : je vais parler dedispositifs très techniques et nous allons faire ensemble de la physique expérimentale niveau 3 ème cycle ! …….JE RESTE SUR LE MODE DIALOGUE CONNAISSEUR/NOVICEque je trouve plus pédagogique, vu la complexité du sujet….
-« Je suppose OLIVIER que vous allez nous décrire les moyens de détecter les particules et les rayonnements des chocs protons – protons duLHC/CERN ?
- C’est cela et vous pourriez le récupérer dans plusieurs articles de ce blog ,mais je vais rentrer dans leur spécificité fonctionnelle….. Lors de la construction du tunnel du LEP, huit grandes cavités avaient été aménagées afin d'abriter un détecteur de grande taille. Ces cavités étaient surmontées d'un tunnel vertical afin d'y descendre l'instrumentation .Quand le LEP fut remplacé par le LHC ces puits ont été réutilisés pour les quatre grands détecteurs du LHC, ATLAS, CMS, ALICE et LHCb. Deux autres détecteurs, de taille plus modeste, TOTEMet LHCfs’occupent de ce qu'on appelle les « particules à petits angles »..
-« Comment faire pour ne rien perdrede tout ce que ces chocs produisent ?
- Ce n’est hélas pas possible :d’ores et déjà tout neutrino va échapper à la Recherche car les types de détection spécifiques ne sont pas adaptés à l’installation actuelle …..On peut calculer leur fuite en mesurant l'énergie manquante dans les événements reconstruits en comparant la somme des impulsions des différentes particules à l'énergie totale fournie par la collision (au nom du principe sacré de la conservation de l'énergie).
Le principe de caractérisation est simple en soi :dans ces grandes salles souterraineslefaisceau traverse les dispositifs au centre et la détection des chocs se faitpar des couchesde détecteurs concentriques successives , chacune apportant sa pierreà la contribution d’ensemble ….
-« Pourquoi alors mobiliser 4 grosses « expérimentations » ?
Au départ, il fallait mettre tous les atouts du côté de la recherche et beaucoup de choses restait à mettre encore au point ,mais surtout les résultats passent par un exploitation mathématique statistiquesurcollection des données par des centres de calculet chaque installation produit un écart –type spécifique…..Donc la multiplication des moyens permettait le recoupement statistique PAR RECOUVREMENT DES ECARTS TYPE SPECIFIQUES ơ. Ainsi :
ATLASest un détecteur de particules par plusieurs couches concentriques de calorimètres.
ALICE s’occupe des chocs d’ions lourds ( des noyaux de plomb) pour l'étude du plasma quark-gluon.
CMS est un détecteur généraliste, capable d'étudier tous les aspects des collisions de proton.
LHCb est un spectromètre à un bras dirigé vers l'avant. ETC
-« Ce sont donc grosso modo des sandwichs de forme cylindriques-« En détail , qu est ce que ça donne ?
- Commençons par ATLAS : il y a 4 couches concentriques ; al intérieur un détecteur de traces (trajectographe) en pixels de silicium, destiné à suivre le passage des particules dès leur formation ; il est cylindrique et structuré en pelure d'oignon et accompagné d’un système d’aimants permettant d’incurver la trajectoire des particules chargées. Par-dessus il ya un calorimètre c’est-à-dire un détecteur de particules électromagnétiques à échantillonnage. Structuré en « mille feuilles » et « en accordéon » en plomb et argon liquide .Encore plus au-dessus un calorimètre hadronique : c'est un détecteur de hadrons, particules qui ne sont pas arrêtés par les premiers détecteurs….600 000 plaques de fer (élément absorbant) et 400 000 tuiles de scintillateurs en polystyrène (élément actif). Ces éléments sont perpendiculaires aux faisceaux(le principe du scintillateur est d’ émettre de la lumière suite à un dépôt d'énergie par interaction d'un rayonnement).Et enfin sur l extérieur un détecteur de ce qui n’a pas été stoppées par les détecteurs intérieurs les muons . Pour les quelques rares physiciensen activité qui me suivent je conseille la lecture en détail de la thèse de doctorat de FANY DUDZIAK lisible en pdfa partir de google/ ( reference PDF]Etude de la désintégration du boson de Higgs dans le canal en 4 electrons dans le détecteur atlas ... tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/52/33/07/PDF/F._Dudziak.pdf)
TOUT CECI VOUS EST RESUME PAR MES PHOTOSQUI VOUS MONTRENT CE QUE CHAQUE COUCHE CAPTURE OU LAISSE PASSER et une coupe générale d ATLAS
A SUIVRE
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