Son nom pourrait laisser penser qu’il s’agit de science-fiction, mais il n’en est rien. SciFi – le nouveau trajectographe à fibres scintillantes de l’expérience LHCb – est bien réel ; ses premiers éléments viennent d’ailleurs d’être transportés à 100 mètres de profondeur pour être installés dans la caverne souterraine qui abrite l’expérience. La construction du trajectographe et son installation dans la caverne de LHCb font partie des travaux d’amélioration en cours qui visent à transformer LHCb afin de lui permettre de supporter, lorsque le Grand collisionneur de hadrons redémarrera en 2022, un taux de collisions proton-proton cinq fois supérieur au taux actuel.
Le trajectographe à fibres scintillantes n’est pas un détecteur de particules ordinaire. Comme son nom l’indique, le trajectographe est formé de fibres scintillantes – des fibres optiques qui émettent de la lumière lorsqu’une particule interagit avec elles. Les fibres contiennent également des teintures de scintillateurs secondaires qui font passer la longueur d’onde de la lumière de l’ultraviolet au bleu vert, lui permettant de parcourir la longueur de la fibre et d’être enregistrée par des dispositifs appelés photomultiplicateurs au silicium, qui convertissent la lumière en signaux électriques.
Cette technologie de détection n’est pas nouvelle, mais il a fallu la perfectionner afin de l’adapter à l’échelle et à la précision du trajectographe SciFi. Les scientifiques ont dû minutieusement examiner et enrouler plus de 10 000 kilomètres de fibres pour obtenir les rubans de plusieurs couches nécessaires aux modules de détecteurs – un véritable exploit.
« Plus d’une dizaine d’instituts partenaires, de neuf pays différents, collaborent depuis 2014 pour que SciFi devienne réalité », explique Blake Leverington, chargé de coordonner l’assemblage des 12 éléments distincts qui composeront le trajectographe. « Descendre les quatre premiers éléments de SciFi dans la caverne de LHCb est pour nous un événement exaltant et gratifiant. »
Les huit autres éléments sont en cours d’assemblage et seront installés avant le retour des faisceaux de protons dans le LHC, au printemps 2022. Gardez un œil sur cette page pour découvrir les autres étapes importantes de la transformation de LHCb en vue de la prochaine exploitation du LHC.
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Pour en savoir plus sur le trajectographe SciFi, lisez cet article.