Les modules du calorimètre du LHCb arrivent au CERN

Les deux premiers modules sur les 56 que compte le calorimètre à hadrons (HCAL) et 1200 modules sur les 3300 du calorimètre électromagnétique (ECAL) sont arrivés de Russie. La troisième partie du système, le détecteur de pied de gerbe, est encore en préparation en Russie. Le système de calorimètre se déclenche au passage des particules à haute énergie, c'est-à-dire des électrons, des hadrons et des photons et les identifie en mesurant leurs positions et leurs énergies.
Le HCAL va être un pur dispositif à déclenchement. L'ECAL sera également utilisé pour le déclenchement, mais en plus il identifiera les pions et photons neutres à partir des désintégrations de mésons B. L'expérience du LHCb a pour principal objectif d'étudier la violation de la symétrie CP par la désintégration des mésons B, mésons Bs compris, avec de hautes statistiques dans les différents modes de désintégration. La violation de la symétrie CP (violation de la charge et de la parité) permet d'expliquer pourquoi l'Univers est principalement constitué de matière. Pour observer la désintégration des mésons, le système à déclenchement recherchera des traces à haute énergie transversale apparaissant à quelques millimètres de l'emplacement où la collision proton-proton se produit. Quarante millions de paquets de protons se croiseront chaque seconde : le système de déclenchement et les détecteurs qui fournissent les informations au déclencheur doivent donc être particulièrement rapides.
L'ECAL est basé sur la technologie « shashlik ». Il est constitué de modules indépendants de 12 x 12 cm, de 30 kg chacun, comprenant des plaques absorbantes en plomb alternant avec des carreaux de scintillateur qui constituent le matériau actif. Des fibres décalant la longueur d'onde pénètrent par des trous dans l'empilement plomb/scintillateur et leur réponse est lue par des photomultiplicateurs au dos de la structure d'échantillonnage. Il existe trois types de modules comportant des nombres différents de cellules de mesure. Le nombre total de canaux de lecture s'élève à environ 6000. Les modules ECAL sont produits par l'Institut Russe de Physique Théorique et Expérimentale en collaboration avec le CERN.
Le calorimètre à hadrons, doté de 1500 canaux de lecture, est un dispositif d'échantillonnage composé de carreaux d'acier et de scintillateurs faisant respectivement office d'absorbant et de matériau actif. Il existe deux types de modules avec des cellules de lecture de taille différente. Chaque module a une longueur de 4,2 mètres, une largeur de 1,7 mètres et une hauteur de 26 cm, pour une masse de 10 tonnes. Le calorimètre à carreaux HCAL est sous la responsabilité de l'Institut de Physique des Hautes Energies de Protvino (Fédération Russe) avec la participation de l'Institut National de Physique et de Génie Nucléaire Horia Hulubei de Bucarest (Roumanie), de l'Institut de la Physique et des Technologies de Kharkiv (Ukraine) et du CERN.
Bien que nombre de modules ne soient pas encore arrivés, leur production est très rapide : 10 modules ECAL sont fabriqués chaque jour, et un module HCAL voit le jour toutes les deux semaines. Entre temps, la production de série du détecteur de pied de gerbe est en préparation à l'Institut de Recherche Nucléaire de Moscou.