LHCb, c’est quoi ?

Autour d’un des quatre points de collisions du LHC se trouve le détecteur LHCb (Large Hadron Collider beauty experiment). Ses ambitions : l’étude de l’asymétrie matière - antimatière en traquant spécifiquement les particules contenant un quark b, appelé "beauté". L’objectif ultime est de mieux comprendre pourquoi l’Univers est constitué exclusivement de matière, alors qu’à sa naissance matière et antimatière étaient présentes à parts égales.

La collaboration LHCb
L’expérience LHCb est le fruit d’une collaboration internationale : 660 scientifiques provenant de 48 laboratoires ou universités répartis dans 15 pays, regroupés autour d’un centre d’intérêt
commun : l’étude des différences entre matière et antimatière. Ces différences sont minimes et leur étude requiert des mesures d’une extrême finesse. La conception et la réalisation de l’appareillage a nécessité dix ans d’effort, pour permettre aux physiciens, aux ingénieurs et aux techniciens participant au projet de mener à bien les travaux en recherche et développement pour concevoir un détecteur capable d’effectuer ces mesures de haute précision, de le réaliser en collaboration avec des industriels et de l’installer auprès du collisionneur LHC.

Un détecteur sur mesure
Contrairement aux grands détecteurs polyvalents Atlas et CMS, LHCb est un outil spécialisé, destiné à réaliser la meilleure détection possible des particules « belles » (contenant un quark b) et de leurs produits de désintégration. Ces particules étant émises, lors des collisions des faisceaux, préférentiellement dans des directions voisines du faisceau, le détecteur LHCb est spécialement conçu pour les observer à « petit angle ». Il est disposé autour du tube à vide de l’accélérateur, dans une seule direction par rapport au croisement des faisceaux. LHCb s’est doté d’un dispositif très performant capable de comparer la matière et l’anti-matière avec une précision inégalée.

Un VELO près du faisceau
Les particules dites de « beauté » ont une durée de vie importante à l’échelle des particules : elles vont parcourir quelques millimètres avant de se désintégrer. L’expérience LHCb se distingue par sa capacité à reconstruire très précisément l’endroit où ces particules se désintègrent grâce à un détecteur appelé VELO (VErtex LOcator) installé au voisinage du point de collision. A 1,6 cm du faisceau, c’est le sous-détecteur le plus près des collisions de tout le LHC !

Des miroirs en carbone
Au LHC, les particules issues des collisions de protons ont une vitesse considérable. Lorsqu’elles traversent un liquide ou un gaz dense, elles émettent de la lumière. Les miroirs en carbone du
RICH réfléchissent cette lumière vers des capteurs qui permettront d’identifier les particules.

Des contraintes sévères
Les différentes parties du détecteur sont conçues et réalisées dans les laboratoires de la collaboration. Les contraintes imposées par les conditions expérimentales au LHC sont sévères. L’appareillage doit résister aux doses de radiations générées par les collisions de protons extrêmement énergétiques, le choix des matériaux est donc crucial. L’ensemble des sous-détecteurs de LHCb participe à une logique de décision complexe qui, toutes les 25 nanosecondes, sélectionne les collisions intéressantes. Une ferme de microprocesseurs permet ensuite d’analyser toutes les informations du détecteur en temps réel, afin de reconnaître les événements intéressants sur des temps de réaction très courts.

pour en savoir +
Plan du site  |   Contacts  |  Mentions Légales  |  Crédits  |  Accessibilité  |  Flux RSS