Le recyclage des détecteurs : NA62 relève le défi
La collaboration NA62 vient d’installer les huit premiers (sur un total de 12 ) « détecteurs veto grand angle » d’identification précise des photons. Les sous-détecteurs réutiliseront 3 000 cristaux de verre au plomb couplés à des photomultiplicateurs de l’expérience OPAL du LEP – un ancien accélérateur du CERN. Cette seconde vie accordée aux cristaux offre de grandes possibilités d’économies pour la collaboration, tout en assurant les performances requises.
Une des stations LAV est insérée dans l'enceinte à vide de NA62.
L’identification précise des photons est un impératif crucial pour tout le programme de physique de NA62. Une défaillance du système pourrait produire une imitation du signal très rare que l’expérience recherche, et toute la mesure serait compromise. Sans mettre en péril les performances globales de son détecteur, la collaboration NA62 a su relever le défi de la réutilisation de certains équipements existants, évitant ainsi d’avoir à élaborer de nouvelles solutions, plus onéreuses.
Des milliers de cristaux de verre au plomb étaient emmagasinés, avec leurs photomultiplicateurs, dans la caverne d’UA1 qui longe le circuit de l’accélérateur SPS. « Bien que de nouvelles technologies d’identification des photons aient été mises au point depuis l’utilisation des cristaux dans le calorimètre d’OPAL, nos essais ont confirmé que ce matériel convenait toujours pour cette utilisation », explique Antonella Antonelli, des laboratoires Frascati (Italie), responsable du projet Veto grand angle (LAV) de la collaboration NA62.
Les 3 000 modules (c’est-à-dire, le cristal plus le photomultiplicateur) ont été testés, certains éléments mécaniques ont été nettoyés en utilisant une technique à ultrasons et une nouvelle électronique frontale a été conçue et réalisée. Une fois prêts (à nouveau !) à fournir des informations précises sur les photons interagissant sur toute la longueur du volume de désintégration de l’expérience, les modules ont été installés en anneau dans des « stations » cylindriques. En tout, la conception du détecteur NA62 comprend 12 stations de détecteurs LAV réparties le long du volume de désintégration – avec un espacement allant de 6 m à 20 m (d’amont en aval). « À ce jour, nous avons installé huit stations. Une neuvième est prête, mais nous attendons les trois restantes, pour les installer en une seule fois l’année prochaine », ajoute Antonella Antonelli.
Au cours de leur histoire, les cristaux de l’ancienne expérience OPAL ont connu deux incidents graves – une inondation au CERN et une forte chute de neige lors de leur transport d’Italie à Genève – qui ont gravement endommagé une partie des modules. Mais l’ensemble du projet a survécu et les cristaux rescapés trouveront une nouvelle vie dans une recherche expérimentale de pointe. Être écoresponsable… c’est valable aussi pour les physiciens !
