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Les « puces » du futur détecteur à muons d’Alice voient très bien le faisceau


​Tests réussis pour le nouveau détecteur de muons destiné à l'expérience Alice au LHC (Cern) ! Cet instrument additionnel, dont l'Irfu est un des principaux contributeurs, sera installé sur site en 2020. Il permettra de reconstruire avec davantage de précision qu'aujourd'hui les trajectoires des muons et ainsi, d'étudier plus efficacement le plasma de quarks et de gluons qui aurait prévalu quelques microsecondes après le Big Bang. 
Publié le 10 mai 2019

Grâce à des collisions d'ions lourds, Alice (A Large Ion Collider Experiment) recrée un état extrême de la matière, très chaud et très dense, dans lequel les quarks et les gluons sont quasiment libres, et non pas confinés à l'intérieurs de nucléons.

Une signature importante étudiée par les physiciens d'Alice est la décroissance en paires de muons des mésons lourds, les muons étant une variété lourde d'électrons et les mésons lourds des particules composées de quarks c et b (charm et bottom). Actuellement, ces muons sont détectés après traversée d'un absorbeur qui a l'avantage d'arrêter toutes les autres particules mais l'inconvénient de perturber la reconstruction de la trajectoire des muons. D'où l'idée d'intercaler, avant l'absorbeur, un trajectrographe de muons travaillant en synchronisation avec le détecteur actuel : le Muon Forward Tracker (MFT).

Dans le MFT, la détection est assurée par des « puces » silicium CMOS monolithiques de 3 x 1,5 cm², intégrant l'électronique de lecture. Ces capteurs sont réunis en « échelles » sur des circuits flexibles en aluminium et connectés entre eux par ultrasons. Entièrement automatisée, la fabrication de ces assemblages est en cours sous la responsabilité de l'Irfu dans une salle blanche au Cern. À terme, le MFT rassemblera quelque 500 échelles.

Celles-ci sont ensuite collées sur cinq disques de diamètres croissants pour former un cône. C'est le prototype d'un de ces disques qui a été testé sous faisceau en juillet 2018 au Cern et dont les performances analysées pendant plusieurs mois se sont révélées conformes aux attentes des physiciens.


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