Sur la bonne trajectoire avec CMS
CMS a enregistré ses premiers rayons cosmiques dans un secteur complet des chambres à muons ; leur détection représente un jalon capital de la mise en service de la partie tonneau de l'expérience CMS.
Comme le suggère le sigle CMS (Compact Muon Solenoid : solénoïde compact pour muons), la détection précise des muons est l'une des clés de cette expérience. Les muons devraient apporter une signature claire de divers processus physiques et permettre de découvrir par exemple le boson de Higgs. Dans CMS, on utilisera au total 1400 chambres à muons de différents types, dont les DTC - les chambres à tubes à dérive - de la partie tonneau.
Depuis l'été 2004, l'équipe qui construit les chambres à tubes à dérive (DTC) de détection des muons (comprenant des instituts à Aix-la-Chapelle, Bologne, Madrid, Padoue et Turin) pour l'expérience CMS, est aussi engagée dans l'opération délicate et complexe d'installer ces chambres dans la culasse en fer de CMS.
Les DTC comprennent chacune douze couches de tubes à dérive disposés en trois groupes de quatre ; celui du milieu mesure la coordonnée Z, selon l'axe du faisceau, et les deux autres les coordonnées polaires, R et phi, du plan transversal. Chaque couche compte jusqu'à 60 tubes. Les informations ainsi recueillies révèlent les trajectoires des muons. On voit sur l'image les signaux des muons dans les groupes R-phi des quatre chambres. Contrairement aux systèmes à tubes à dérive classiques, les couches constitutives sont décalées de la demi-largeur d'un tube, ceci afin d'engendrer à l'aide des DTC (par une méthode de «temps moyen») des signaux de déclenchement adéquats du détecteur CMS.
En arrivant depuis leurs divers sites de construction, les chambres sont dirigées vers un hall dans l'ancien tunnel des ISR au CERN, où on réalise avec soin les connexions électriques et des gaz et où on les équipe de leur «mini-châssis» contenant l'électronique de lecture des chambres. Ainsi «habillées», les DTC n'ont plus besoin que de très peu d'éléments externes pour devenir opérationnelles et subir les essais minutieux de pré-installation.
Ensuite, dans le bâtiment SX5 à Cessy, on glisse les chambres dans la culasse en fer de CMS et on les connecte à l'infrastructure du détecteur. Cette opération doit être planifiée longtemps à l'avance, car les chambres sont assemblées en tenant compte de l'endroit, prédéterminé, de leur montage. A ce moment, les chambres sont prêtes pour les essais finals de mise en service, qui incluent de longues périodes de saisie des données tirant parti de la capacité d'auto-déclenchement sur les muons cosmiques de la chambre. Jusqu'à présent deux des cinq «roues» formant la culasse du tonneau de CMS ont été instrumentées et 82 DTC mises en service.
L'opération s'est déroulée sans heurts; cependant, cela n'est pas encore la fin de l'histoire! Chaque chambre doit être connectée à l'ensemble des systèmes de CMS de déclenchement et d'acquisition des données, une opération qui prendra de nombreux mois. Le premier test d'un secteur a marqué le début d'une longue série de ces essais qui culminera au printemps 2006 avec le «défi des cosmiques» de CMS ; pour ce défi, les cinq roues du tonneau et les deux bouchons seront juxtaposés dans le bâtiment de surface, tandis que le solénoïde supraconducteur fonctionnera pour la première fois. Des segments de tous les sous-détecteurs seront branchés et l'on détectera et mesurera des muons cosmiques dans une tranche complète de CMS en y incluant les systèmes de déclenchement et d'acquisition des données.
La spectaculaire opération de descente des énormes sections de CMS dans leur caverne souterraine débutera au cours de l'été.
