Miroir, mon beau miroir...
RICH 2, l'un des deux détecteurs de rayonnement Chérenkov à focalisation annulaire de l'expérience LHCb, va bientôt rejoindre les autres éléments de l'expérience dans l'attente des premières collisions proton-proton au LHC.
Dans une grande salle obscure, des hommes en blanc s'activent autour d'une immense structure d'environ 7 m de hauteur, 10 m de largeur et près de 2,5 m de profondeur. Sans effort apparent, ils installent les deux grands miroirs sphériques de haute précision. Ces miroirs vont focaliser sur les détecteurs de photons le rayonnement Chérenkov créé par les particules chargées qui traverseront RICH 2.
Chaque miroir sphérique est constitué de facettes, comme l'oeil d'une mouche. Vingt-huit miroirs distincts en verre mince seront orientés vers un même point de l'espace, à quelques microradians près. La mise au point de ce dispositif a été délicate du point de vue technique : idéalement, ces miroirs seraient dépourvus de masse, robustes, précis et parfaitement réfléchissants. En pratique, s'ils ont bien une masse, ils ne sont constitués que d'un simple substrat de verre de seulement 6 mm d'épaisseur couvert de revêtements diélectriques multicouches avec une précision de l'ordre du nanomètre. Une structure supporte les miroirs sans les déformer et permet un alignement extrêmement précis.
Une fois les miroirs plats installés, le détecteur sera fermé puis transporté au point 8 à la fin août. Déplacer en toute sécurité ce mastodonte de 30 tonnes, équipé de ses fragiles composants optiques de précision, constituera l'un de ces exploits techniques dont les spécialistes du transport du CERN sont coutumiers.
Dans l'expérience LHCb, le détecteur RICH 2 fait pendant à un dispositif semblable placé en amont, RICH 1. RICH 1, en cours de construction, sera muni de miroirs sphériques encore plus fins, en béryllium revêtu de verre. Ensemble, les deux détecteurs permettront d'identifier les kaons avec certitude, jusqu'à une impulsion de 100 GeV/c et sur la totalité de l'ouverture angulaire de l'expérience.
| Le rayonnement Chérenkov se produit lorsqu'une particule chargée traverse un milieu à une vitesse supérieure à celle de la lumière dans ce milieu. Le messager avance alors plus vite que le message ; on peut faire l'analogie avec la vague d'étrave d'un bateau ou encore l'onde de choc créée lorsqu'un avion franchit le mur du son. L'émission Cherenkov se fait sur un cône circulaire dont l'angle d'ouverture dépend de la vitesse de la particule et de l'indice de réfraction du milieu. Les miroirs sphériques focalisent cette lumière sous la forme d'un anneau dans le plan du détecteur de photons. La mesure précise de cet anneau donne la vitesse de la particule. | ||
