NA48 tire les fils du renouveau
La collaboration NA48 reconstruit ses chambres à fils pour un nouveau démarrage de l'expérience en juillet prochain. Un travail d'orfèvre qui nécessite la soudure de plus de 24 000 fils !La poursuite de l'expérience NA48 est suspendue à de minces fils. Ceux que la collaboration est en train de poser dans la salle propre du hall 887 à Prévessin. Six jours sur sept, des techniciens se relaient pour reconstruire les chambres à fil de l'expérience. Car les chambres originelles ont été détériorées par l'implosion d'une section de tube à vide fin 1999.
Il y a un an, le CERN a donné son feu vert pour reconstruire cette partie vitale du spectromètre. De fait, l'expérience NA48, qui étudie la violation de CP (voir encadré), a encore de beaux jours devant elle.
| L'expérience NA48 cherche à percer les secrets de la violation de CP (Charge Parité). La charge et la parité sont en effet deux paramètres qui distinguent une particule d'une antiparticule. Par exemple, un électron possède une charge électrique négative tandis que son antiparticule, le positon, a une charge positive. Idem pour le nombre quantique que l'on appelle parité. Pour comprendre pourquoi il y a plus de matière que d'antimatière dans l'Univers - sinon nous n'existerions pas ! - les physiciens pensent que cette symétrie entre particules et antiparticules a été brisée. C'est ce qu'ils appellent la violation de CP. NA48 observe ce déséquilibre en détectant d'infimes différences dans les désintégrations des kaons neutres et de leurs antiparticules. Des résultats encourageants ont déjà été publiés il y a un an et demi (voir Bulletin n°26/99). L'expérience doit encore tourner cette année. Mais NA48 n'aura pas pour autant terminé sa quête de la violation de CP. Deux poursuites du programme ont en effet été soumises en novembre dernier au Comité de la recherche du CERN. Elles concernent l'étude d'autres modes de désintégration qui permettrait d'affiner encore les mesures. NA48 sera donc en mesure d'assurer ses programmes en 2002 et 2003. |
C'est ainsi qu'en janvier 2000, des équipes de NA48 se sont lancées dans une course contre la montre. Objectif : finir avant juillet 2001, date de reprise du faisceau. Un pari difficile, car les équipes du CEA à Saclay, près de Paris, qui avaient réalisé les premières chambres il y a sept ans se sont depuis disloquées. « Les plans et les méthodes de fabrication ont été conservés, remarque Allain Gonidec, le coordinateur technique de NA48, Mais l'expérience des techniciens de l'époque est précieuse pour bien comprendre les méthodes et les pièges à éviter. » Grâce aux informations fournies par les techniciens encore en fonction à Saclay, un transfert d'expertise a pu être effectué vers le CERN. Quinze personnes des instituts de Dubna en Russie, de Ferrara, Florence, Pise et Turin en Italie et du CERN se sont dès lors attelées à la tâche. Et Jean Heitzmann, un ingénieur de Saclay, a mis sa retraite entre parenthèses pour prêter main forte aux équipes.
Des techniciens se relaient pour poser les 24 000 fils des nouvelles chambres de NA48. Pour souder les fils à 20 microns près, ils s'aident d'une caméra qui affiche sur un écran le bon positionnement grossi d'un facteur mille environ.
Le travail est colossal puisqu'en tout ce sont 110 kilomètres de fils que l'équipe doit souder avec une infinie précision pour reconstituer les quatre chambres. Chaque chambre est en effet constituée de quatre groupes de fils orientés différemment, appelés « vues ». Et le jeu de poupées russes n'est pas terminé. Car chaque vue est constituée de six plans de 240 fils qui sont soudés sur un cadre octogonal inscrit dans une cercle de 2,7 mètres de diamètre. Au final, ce sont donc plus de 48000 soudures que les techniciens doivent réaliser.
A voir la finesse des fils, mieux vaut avoir les nerfs solides. Les fils de potentiel, qui fixent le champ électrique permettant de faire dériver les électrons, affichent un diamètre de 120 microns. Ce n'est pas bien gros mais c'est déjà beaucoup par rapport aux fils de lecture en tungstène qui ne font que 20 microns de diamètre. Ils sont environ trois fois plus fins qu'un cheveu et doivent être placés et soudés à 20 microns près. Les yeux humains montrant leurs limites à une telle échelle, les techniciens ont recours à un banc optique doté d'une caméra grossissante montée sur rail. Fabriqué avec l'appui du groupe Métro-logie du CERN, ce banc conserve en mémoire les emplacements théoriques des fils. Pour placer et souder un fil, le technicien regarde sur un écran le bon positionnement grossi d'un facteur mille environ.
La collaboration NA48 réinstalle ses chambres à fils pour recommencer les prises de données en juillet prochain.
Après soudure d'une nappe, la tension mécanique des fils est contrôlée puis l'ensemble est nettoyé à l'aide d'un pinceau spécial en poil de martre. La nappe est ensuite soumise à un test de haute tension pour brûler les aspérités et les poussières résiduelles. Il ne reste plus qu'à intercaler une feuille de mylar graphité entre chaque vue. Ces feuilles sont fabriquées au CERN par une équipe de quatre techniciens assistée d'un peintre professionnel.
Malgré l'extrême délicatesse du travail, la reconstruction avance vite. « Nous avons déjà une chambre de prête, une autre en test sous rayons cosmiques, une troisième en cours de réalisation et la quatrième en cours de démontage », souligne Allain Gonidec.
Parallèlement, les ateliers du groupe MF du CERN usinent un nouveau tube à vide. Le groupe TA2 du CERN en a réalisé l'étude. Tirant les leçons de l'implosion de 1999, la collaboration a abandonné la fibre de carbone et opté pour l'aluminium. « Il s'agit de trouver un compromis entre une tenue mécanique fiable et un minimum de matière pour limiter le bruit de fond », explique Allain Gonidec. Le tube affiche donc une faible épaisseur - 1,1 millimètre -, mais est jalonné de renforts pour améliorer sa résistance aux efforts.
Pour NA48, les ateliers du groupe MF terminent un nouveau tube à vide en aluminium, de seulement 1,1 millimètre d'épaisseur et jalonné de renforts.
