Depuis plusieurs années, le LHC (Large Hadron Collider) est en cours de transformation afin d'augmenter sa « luminosité », c'est-à-dire la fréquence des collisions de protons. Le taux de croisement de « paquets » de protons est de 26 millions par seconde. Aujourd'hui, à chaque croisement, jusqu'à 60 collisions sont produites et ce nombre sera trois fois plus élevé en 2030 (pour le Run 4 du LHC).
Face à cette masse de données à traiter, il est nécessaire d'éliminer au plus vite les événements non intéressants. Un premier niveau de sélection opéré en moins de 2,5 microsecondes permet de ne conserver « que » 100 000 événements sur 26 millions, chaque seconde. Cette sélection repose en partie sur la présence de particules rares comme les muons, des particules analogues à l'électron mais plus massives.
Dans l'expérience Atlas du LHC, la montée en luminosité a imposé d'introduire un point additionnel de mesures de muons – désigné sous le nom de New Small Wheels (nouvelles petites roues) – composé de chambres de détection de muons complémentaires :
- small-strip Thin Gap Chambers (sTGC) à déclenchement rapide,
- Micromegas (Micro-Mesh Gaseous Structure) de grande précision.
1200 m² de Micromegas
Les nouvelles petites roues ont été installées en 2021, avant le Run 3 du LHC (2022-2026) et fin mai 2024, leurs chambres sTGC et Micromegas ont pu jouer leur rôle de sélection en temps quasi-réel, ramenant le taux d'événements de 26 MHz à 14 kHz, tout en conservant 96 % des muons intéressants.
L'Irfu a été fortement impliqué dans la conception, la construction, l'intégration, la mise en œuvre et le fonctionnement de ces nouvelles petites roues et en particulier, dans le développement initial des détecteurs Micromegas depuis les années 1990 avec le Cern. C'est la première fois que les Micromegas sont utilisés à une si grande échelle : 1200 m² dont un tiers a été construit par l'Irfu, à Saclay.
Lire l'actualité de 2021 : Les détecteurs « titanesques » des nouvelles petites roues d'Atlas en route pour le Cern.