Le pixel tracker est le sous-détecteur le plus proche de la ligne de lumière dans l’expérience CMS. Crédit : CERN
Après plus de deux ans de maintenance et de mises à niveau, le Pixel Tracker a été installé au centre du détecteur Compact Muon Solenoid (CMS) du Large Hadron Collider (LHC) et est maintenant prêt à être mis en service.
De tous les sous-détecteurs CMS, le Pixel Tracker est le plus proche du point d’interaction (IP) – le point de collision entre les faisceaux de protons. Au cœur du détecteur, il reconstitue les trajets des électrons de haute énergie, des muons et des hadrons chargés électriquement, mais aussi la désintégration de particules à très courte durée de vie comme celles contenant des quarks beauté ou « b ». Ces désintégrations sont utilisées, entre autres, pour étudier les différences entre la matière et l’antimatière.
Le Pixel Tracker est composé de couches concentriques et d’anneaux de 1800 petits modules de silicium. Chacun de ces modules contient environ 66 000 pixels individuels, pour un total de 120 millions de pixels. La petite taille des pixels (100×150 μm2) permet de mesurer précisément la trajectoire d’une particule traversant le détecteur et de déterminer son origine avec une précision de l’ordre de 10 µm.
En raison de son emplacement très proche de l’IP, le Pixel Tracker subit de nombreux dommages dus aux radiations causées par les collisions de particules. Dans la couche la plus interne, à seulement 2,9 cm du tube du faisceau, environ 600 millions de particules traversent un centimètre carré du détecteur chaque seconde. Les basses températures aident à protéger le Pixel Tracker de ce rayonnement élevé (il est maintenu à -20 °C), mais certains dommages se produisent toujours.
Pour résoudre ce problème, le sous-détecteur a subi d’importantes réparations et mises à niveau dans la salle blanche où il était stocké après son extraction de la caverne au début de Long Shutdown 2. Sa conception a été améliorée et sa couche la plus interne remplacée. Le détecteur de pixels a ensuite été réinstallé au centre du détecteur CMS et est maintenant prêt à être mis en service.
L’installation finale était la dernière des nombreuses réalisations du groupe CMS Tracker, l’un des plus grands sous-groupes de la collaboration CMS avec environ 600 personnes de plus de 70 institutions dans 19 pays.
