Le détecteur au silicium de précision de l’expérience LHCb, le VELO, est installé

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L'équipe de LHCb installe son détecteur de précision au silicium, le VELO, dans sa position définitive (Image: CERN)

Genève, le 12 novembre 2007. L’un des détecteurs les plus fragiles de l’expérience LHCb a été installé avec succès dans sa position définitive. LHCb, qui vise à étudier les quarks b, est l’une des quatre grandes expériences qui seront menées au CERN1 auprès du Grand collisionneur de hadrons (LHC), lequel devrait entrer en exploitation en 2008. Pour la collaboration LHCb, l’installation du détecteur VELO (localisateur de vertex) à son emplacement définitif, dans un hall d’expérimentation souterrain du CERN, a été un vrai défi.

L’étape qui vient d’être franchie marque l’aboutissement de la phase de construction du projet VELO. « C’était une opération extrêmement délicate, explique Paula Collins, la chef du projet LHCb-VELO. Maintenant que nous l’avons menée à bien, le VELO est en place et prêt à être utilisé pour la physique. »

Le VELO est un détecteur de traces de particules extrêmement précis, qui est placé autour du point de collision proton-proton de l’expérience LHCb. En son cœur se trouvent 84 détecteurs au silicium en forme de demi-lune, chacun d’eux étant relié à son système électronique par un système délicat comprenant plus de 5000 fils de connexion. Ces capteurs, qui sont très proches du point de collision, joueront un rôle crucial pour la détection des quarks b et contribueront ainsi à la compréhension de différences de comportement infimes mais décisives entre la matière et l’antimatière.

Les capteurs en demi-lune viennent s’imbriquer deux à deux autour de la ligne de faisceau pour former au total 42 modules circulaires juxtaposés à l’intérieur de l’enceinte à vide du VELO. Une feuille d’aluminium d’à peine 0,3 mm d’épaisseur assure une protection entre les modules au silicium et le vide du faisceau primaire, les modules n’ayant pas plus de 1 mm de jeu. Des soufflets conçus sur mesure permettent au VELO, qui se trouve normalement à seulement 5 mm de la ligne de faisceau, de s’éloigner de celle-ci jusqu’à une distance de 35 mm. Cette marge de manœuvre est cruciale pendant la mise en service du faisceau, qui exige de le faire circuler dans l’anneau de 27 km du LHC.

« L’installation n’a pas été une mince affaire, explique Eddy Jans, le coordinateur des travaux d’installation du VELO, car nous avons dû glisser le VELO à l’aveuglette dans le détecteur. Ces modules sont d’une telle fragilité que nous aurions pu tous les détériorer, sans nous en rendre compte immédiatement. » Heureusement, les contrôles effectués sur les modules au silicium après l’installation ont indiqué qu'il n’y avait eu aucun dommage.

Plusieurs instituts de la collaboration LHCb travaillent pour le projet VELO depuis une dizaine d’années, notamment le NIKHEF, l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), l'Université de Liverpool, l’Université de Glasgow, le CERN, l’Université de Syracuse et l’Institut Max-Planck de physique nucléaire de Heidelberg.

Footnote(s)

1. Le CERN, Organisation européenne pour la recherche nucléaire, est le premier centre mondial de recherche en physique des particules. Il a son siège à Genève et a actuellement pour Etats membres l'Allemagne, l'Autriche, la Belgique, la Bulgarie, le Danemark, l'Espagne, la Finlande, la France, la Grèce, la Hongrie, l'Italie, la Norvège, les Pays-Bas, la Pologne, le Portugal, la République slovaque, la République tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L'Inde, Israël, le Japon, la Fédération de Russie, les Etats-Unis d'Amérique, la Turquie, la Commission européenne et l'UNESCO ont le statut d'observateur.

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