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ALICE de l’autre côté d’un miroir…à rayons gamma

L’expérience ALICE du LHC est optimisée pour l’analyse des collisions d’ions lourds, qui peuvent produire des milliers de particules.

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ALICE through a gamma-ray looking glass

A gamma-ray view of the layers of the ALICE detector. (Image: ALICE)

L’expérience ALICE du CERN se spécialise dans le traitement des collisions d’ions lourds dans le LHC, qui peuvent produire des milliers de particules. Afin d’analyser un tel maelström, les chercheurs ont besoin de savoir précisément comment la matière est distribuée dans le détecteur, et il semblerait que les collisions les plus simples produites par le LHC, soit les collisions proton-proton, puissent être utilisées dans ce but.

Les rayons gamma, produits lors des collisions proton-proton, et dont la source principale est la désintégration des pions neutres, se transforment en paires électron-positon lorsqu'ils rencontrent de la matière dans le détecteur.  Le point de départ de ces paires électron-positon peut être précisément défini, ce qui permet d'établir une image en trois dimensions qui représente même les parties les plus centrales et inaccessibles de l'expérience. Le procédé est en fait presque identique à celui utilisé, en 1895, par Wilhelm Röntgen lorsqu’il produisit une image de la main de sa femme grâce à des rayons X ; on pouvait pour la première fois voir l'intérieur du corps humain sans avoir recours à la chirurgie. La différence principale réside dans l’énergie de la radiation utilisée : celle des rayons gamma de l’expérience ALICE est dix fois plus élevée que celle des rayons X de Röntgen.  Cet aspect est déterminant pour l’expérience ALICE, car c’est ce qui permet à l'équipe de vérifier des simulations d’importance cruciale.  
 

Pour en savoir plus : "ALICE through a gamma-ray looking glass" – CERN Courier (en anglais).