LHC: installation du plus grand trajectographe au silicium du monde

L'installation du plus grand trajectographe au silicium du monde a été menée à bien au CERN. Le jeudi 13 décembre à l'aube, le trajectographe à rubans de silicium de CMS (*) a commencé son voyage du site principal du CERN jusqu'à son installation d'expérimentation. Plus tard dans la journée, il a été descendu à 90 mètres sous terre dans la caverne de CMS. Les travaux d'installation, qui avaient débuté le samedi 15 décembre, se sont achevés dans la matinée du 18 décembre.

"Cette opération marque l'achèvement de l'installation des sous-détecteurs à l'intérieur de l'aimant de CMS, lequel avait été descendu dans la caverne le 28 février dernier, a expliqué Austin Ball, coordinateur technique de CMS. C'est une étape importante pour nous."


Avec une surface totale de 205 m2, l'équivalent d'un court de tennis pour un match en simple, le trajectographe à rubans de silicium de CMS est de loin le plus grand détecteur à semi-conducteurs jamais construit. Ses capteurs au silicium sont dotés au total de 10 millions de rubans détecteurs individuels, dont chacun est lu par l'une des 80 000 puces microélectroniques personnalisées. Les données obtenues sont ensuite transmises au système d'acquisition des données de CMS par l'intermédiaire de 40 000 fibres optiques.

"L'ensemble du système destiné au LHC produira des données à une fréquence plus élevée que le réseau téléphonique mondial", a souligné Peter Sharp, chef de projet.

Les capteurs au silicium sont montés avec précision sur 15 200 modules, eux-mêmes montés sur une structure en fibre de carbone de très faible masse qui maintient la position des capteurs avec une précision supérieure au diamètre d'un cheveu (100 microns).

"La trajectoire de chacune des particules chargées qui seront produites lors des collisions de particules dans le LHC, au cœur du détecteur CMS, sera reconstituée avec une précision supérieure à 20 microns", a expliqué Sharp.

L'assemblage final du trajectographe au silicium a débuté en décembre 2006 et s'est achevé en mars 2007. Tous les systèmes ont ensuite été entièrement mis en service et 20% du détecteur complet a fonctionné pendant plusieurs mois, durant lesquels cinq millions de trajectoires de rayons cosmiques ont été enregistrées. Les résultats obtenus à partir de ces données ont ensuite été rapidement analysés au moyen du système informatique réparti de CMS basé sur la Grille. Cette mise en service a montré que le détecteur satisfaisait pleinement aux exigences de l'expérience.

"Construire un instrument scientifique de cette taille et de cette complexité, de façon qu'il fonctionne au LHC sans intervention pendant plus de dix ans, est un immense exploit technique et scientifique, a précisé Tejinder Virdee, porte-parole de CMS. Plus de cinq cents scientifiques et ingénieurs issus de cinquante et un instituts de recherche à travers le monde ont contribué à la réussite de ce projet".

Les instituts participant au projet du trajectographe de CMS sont situés en Allemagne, en Autriche, en Belgique, au CERN, aux États-Unis d'Amérique, en Finlande, en France, en Italie, au Royaume-Uni et en Suisse.

Note:
(*) CMS est une collaboration mondiale rassemblant plus de 2 500 scientifiques ou ingénieurs issus de 180 instituts de 38 pays ou régions: Allemagne, Arménie, Autriche, Bélarus, Belgique, Brésil, Bulgarie, Chine, Chypre, Colombie, Corée, Croatie, Espagne, Estonie, États-Unis d'Amérique, Fédération de Russie, Finlande, France, Géorgie, Grèce, Hongrie, Inde, Iran, Irlande, Italie, Lituanie, Mexique, Nouvelle- Zélande, Ouzbékistan, Pakistan, Pologne, Portugal, Royaume-Uni, Serbie, Suisse, Taiwan, Turquie et Ukraine.