14 mai 2009
Nouveau sous-détecteur pour Alice

Le détecteur Alice, un des quatre détecteurs installés auprès du LHC, va voir ses performances accrues grâce à un nouveau sous-détecteur : un calorimètre électromagnétique. Trois laboratoires français du CNRS/IN2P3 ont participé à sa conception et à son installation. Deux éléments sur douze ont été installés les 17 et 19 mars dernier.

Alice a été conçue pour caractériser la matière dense et chaude (plasma de quarks et gluons) produite lors des collisions ultra-relativistes d’ions lourds. Afin de sonder cette matière, les jets et les photons de très grande impulsion transverse se sont révélés être un outil d’un intérêt majeur. C’est pour profiter des observables déduites de ces sondes qu’un calorimètre électromagnétique, baptisé "EMCal" a été développé dans trois laboratoires français : l’IPHC à Strasbourg (CNRS/IN2P3, Université Strasbourg-I), le LPSC à Grenoble (CNRS/IN2P3, Université Grenoble-I, INP Grenoble) et Subatech à Nantes (CNRS/IN2P3, Université Nantes, ENSTIM Nantes), en collaboration avec des partenaires italiens et américains.

La conception de l’EMCal a commencé 10 ans après celles des autres sous-détecteurs d’Alice. Malgré cela, il sera pratiquement prêt en même temps que les autres sous-détecteurs. Cette performance est d’autant plus remarquable qu’il fallait intégrer ce nouveau détecteur dans un environnement déjà bien encombré. Les trois laboratoires français ont contribué avec succès à l’assemblage, aux tests et au calibrage des différents éléments du calorimètre ainsi qu’à l’électronique. L’assemblage des éléments modulaires est réalisé à Nantes et leur assemblage en SuperModule ainsi que leur calibrage à Grenoble. Subatech et le LPSC ont également assuré la quasi-totalité de l’ingénierie mécanique de ce calorimètre et le LPSC a développé une carte de déclenchement. Deux de ces SuperModules — sur les douze à produire — ont été installés avec succès en mars 2009.

Le calorimètre électromagnétique en chiffres

  • Collaboration : 3 laboratoires français, 3 américains, 2 italiens
  • Poids total : 80 tonnes d’équipement scientifique + 40 tonnes de structure porteuse
  • 12 SuperModules, couvrant 110° d’angle azimutal
  • 3 072 modules composés de couches alternées de plomb et scintillateurs (technologie Shaschlik)
  • 960 000 tuiles de scintillateurs
  • 237 000 feuilles de plomb
  • environ 185 km de fibre optique
  • lecture du signal lumineux par 12 300 photodiodes de type APDs ("avalanche photodiode", une innovation en remplacement des photomultiplicateurs généralement utilisés)

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