De nouvelles dimensions dans la recherche sur les particules

Le laser de haute technologie déplace les limites

L'Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) à Genève est le plus grand laboratoire au monde de physique des particules. Dans des tunnels géants, des protons y sont accélérés sur des trajectoires contraires à une vitesse proche de celle de la lumière. En plusieurs endroits, des détecteurs enregistrent les collisions des particules. La construction de refroidissement du détecteur à pixels, au centre du détecteur CMS (Compact Muon Solenoid), a été soudée au laser chez createch ag de manière à être étanche à l'hélium.

Après presque 10 ans de recherche, le détecteur à pixels qui constitue le cœur de l'énorme détecteur CMS dans le Large Hadron Collider (LHC/grand collisionneur d’hadrons) a été remplacé. Cette machine est une sorte de caméra numérique à grande vitesse, désormais d'une résolution de 124 mégapixels, qui permet aux chercheurs du CERN d'enregistrer jusqu'à 40 millions d'images par seconde.

Le détecteur à pixels a été monté sur un système de tubes de refroidissement soudé au laser Les tubes soudés au laser et étanches à l'hélium, d'un diamètre de 1,8 millimètre, ont été soudés individuellement avec de la matière d'apport sur des dispositifs spécialement développés à cet effet. Nous avons ensuite testé l'étanchéité des systèmes de tubes de refroidissement, dont la longueur peut atteindre 2,5 mètres, au moyen d'un test de fuite d'hélium.

Le système de tubes de refroidissement sert au refroidissement optimal des couches de silicium liées au système de refroidissement. Quand des particules électriquement chargées pénètrent le détecteur via ces couches, elles génèrent des perturbations réversibles, appelées paire électron-trou. Dès que les électrons migrent dans le capteur, les scientifiques peuvent enregistrer le signal, numériser les données et déterminer les coordonnées spatiales de la collision. Sur la base de ces données, les physiciens étudient la nature dans ses plus petites unités observables de l'espace-temps. Ils découvrent ainsi comment les particules élémentaires interagissent.