CMS, l’expérience de physique des particules à la recherche du boson de Higgs auprès du LHC au Cern et à laquelle participe le Dapnia (CEA), vient d’être l’auteur d’un record mondial. En effet, lundi 28 Aout à 12h25, le solénoïde de CMS a produit un champ magnétique de 4 Tesla occupant un volume de plus de 460 m3, champ nominal prévu pour la mise en service de l’expérience. C’est la première fois au monde qu’un champ magnétique aussi intense est produit dans un si grand volume.
CMS avant la fermeture du détecteur.
À droite, on aperçoit le solénoïde (en gris) au centre duquel va venir
se loger un des bouchons qui ferme la culasse magnétique.
Les détecteurs de physique nécessitent des champs magnétiques intenses qui courbent la trajectoire des particules afin d’en mesurer la quantité de mouvement. Le domaine de hautes énergies étudié au LHC impose des dimensions colossales à ces détecteurs. C’est la raison pour laquelle CMS possède le plus grand solénoïde en matériaux supraconducteurs jamais réalisé, près de 7 m de diamètre pour 12,5m de longueur.
Pour produire un champ magnétique de 4 Teslas il faut alimenter la bobine géante avec un courant de 19 500 A. Ce champ provoque alors un effort d’expansion de 600 tonnes/m2 dans le solénoïde qui se situe aux limites supportables par la structure mécanique. L’énergie alors stockée dans la bobine est de 2,6 GigaJoules, soit de quoi soulever la tour Maine-Montparnasse d’environ 2 mètres, ou de satelliser un homme à la hauteur de la station spatiale internationale.
Les supraconducteurs constituent l’unique solution pour produire un champ aussi intense dans un tel volume. En février 2006, la bobine de CMS avait déjà été refroidie jusqu’au -269°C, température nécessaire pour que les supraconducteurs dont elle est constituée perdent toute résistance électrique. Différents détecteurs ont ensuite été installés en son sein, puis l’ensemble a été complété pour former une énorme culasse magnétique. En juillet 2006 les premiers essais électriques sur la bobine étaient effectués. Moins d’un mois plus tard, la valeur record de 4 Teslas est atteinte.
