ALICE dans le ballet cosmique

ALICE a détecté ses premiers événements. Le 16 juin dernier, la chambre à projection temporelle a commencé à enregistrer et à reconstituer les traces de rayons cosmiques.


Peter Glassel, coordinateur technique de la chambre à projection temporelle d'ALICE, pose au centre de la TPC qui est maintenant terminée.


Vue tridimensionnelle d'une gerbe induite par un rayon cosmique dans la TPC. Il s'agit de l'un des premiers rayons cosmiques enregistrés et reconstitués dans deux secteurs de la TPC.

Dans sa quête du plasma de quarks et de gluons, un état de la matière qui prévalait très probablement immédiatement après le big-bang, ALICE utilisera un système de trajectographie d'une extrême précision. Celui-ci aura pour pièce maîtresse la chambre à projection temporelle (TPC), qui permet de reconstituer les trajectoires de particules chargées et d'identifier celles-ci. La TPC d'ALICE, un cylindre de 5 mètres de diamètre et de 5 mètres de longueur, est la plus grande du monde. Toutes ses chambres de lecture étant maintenant installées et son système électronique personnalisé étant prêt pour les quelque 560000 canaux de lecture, elle est presque terminée.

Avant de descendre la TPC dans la zone d'expérimentation souterraine, sa mise en service a été effectuée dans la grande salle blanche, en surface, où a eu lieu l'assemblage. Début mars, l'équipe d'une vingtaine de personnes en charge de la mise en service a commencé à mettre l'électronique de lecture en service. Les systèmes de gaz et haute tension ont suivi (voir le bulletin n° 21-22/2006). Ces efforts soutenus ont porté leurs fruits, puisque, le 16 mai, des rayons cosmiques ont pour la première fois été détectés et leurs traces reconstituées dans la TPC.

La TPC consiste en une cage de champ en matériau composite fibres de carbone, contenant 95 m3 d'un mélange de gaz, dans laquelle est créé un champ électrique. Le système de lecture compte 18 secteurs à chaque extrémité, dont chacun comprend deux chambres proportionnelles multifils, une interne et une externe, avec des damiers de lecture.

Comme le système électronique consomme très peu d'électricité, il suffit de 25 kW pour exploiter l'intégralité de la TPC. Seule une fraction de l'alimentation nécessaire et du système de refroidissement à eau correspondant a cependant pu être installée dans la salle blanche. Aussi les secteurs du système de lecture sont-ils mis en service deux à deux, à l'aide du détecteur de déclenchement sur les rayons cosmiques d'ALICE, ACORDE, et d'un système laser UV spécialement conçu pour la formation de traces dans le détecteur.

Une analyse préliminaire des événements cosmiques enregistrés et des traces laser indique que la vitesse de dérive, la diffusion des électrons libérés sur le passage des particules chargées et les résolutions spatiales sont très proches des valeurs nominales.

D'ici à octobre 2006, tous les 36 secteurs seront mis en service et leurs performances seront étudiées. Puis, avant la fin de l'année, la TPC sera transportée dans la zone souterraine d'ALICE, où elle sera remise en marche au printemps 2007.


Le saviez-vous ?

Dans une chambre à projection temporelle (TPC), un grand volume de gaz baigne dans un champ électrique. Les particules chargées qui la traversent ionisent le gaz. Les électrons ainsi libérés dérivent dans le champ électrique jusqu'à l'une ou l'autre des plaques d'extrémité. Leur position sur la plaque donne deux coordonnées. La troisième est indiquée par le temps qu'ils prennent pour l'atteindre. D'où le nom de «projection temporelle», puisque c'est le temps de dérive qui donne la troisième coordonnée.