L’étau se resserre autour des jets de particules d'ALICE
Les jets de particules sont très utiles aux physiciens pour sonder le plasma de quarks et de gluons, un état de la matière qui aurait existé dans les tout premiers instants après le Big Bang et qui est reproduit au cours des collisions d'ions lourds dans le LHC. L’expérience ALICE fait actuellement l’objet d’améliorations dans le but de l’équiper d’un nouveau bras calorimétrique visant à accroître notablement sa capacité à détecter et mesurer des jets de particules.
Le nouveau berceau de support pour DCal et PHOS a été assemblé et est prêt pour l'installation.
Le nouveau calorimètre, appelé « DCal », est un grand détecteur plomb/scintillateur avec lecture à photodiode, placé à l’opposé du calorimètre électromagnétique existant (EMCal). Il s’agit là de la configuration optimale pour effectuer les mesures des jets produits « dos à dos », qui proviennent des interactions de quarks et de gluons de très haute énergie.
Le DCal a été construit par la même équipe internationale qui a élaboré l’EMCal, regroupant des instituts américains, français et italiens ; des instituts japonais et chinois ont également apporté leur contribution. « Le DCal utilise le même type de détecteur que l’EMCal et sera exploité conjointement avec le détecteur PHOS, un autre calorimètre en tungstate de plomb interceptant un angle plus faible mais offrant une meilleure précision », explique Tom Cormier de la Wayne State University, physicien responsable du projet Calorimètre d’ALICE.
« Grâce au DCal, ALICE sera capable de mesurer plus précisément et sur une large gamme d’énergies les jets donnant des informations sur les interactions de particules élémentaires de haute énergie formées à l’intérieur du plasma de quarks et de gluons, souligne Mateusz Ploskon, chercheur auprès d’ALICE au Laboratoire national Lawrence de Berkeley. On pourra étudier certaines propriétés fondamentales du plasma de quarks et de gluons en évaluant le phénomène de la suppression des jets, observé lorsque les particules interagissent avec le milieu et que leur énergie est absorbée. Les chercheurs pourront également calculer ces paramètres de façon théorique et déterminer ainsi la dynamique des interactions. »
Les tests d'insertion des supermodules DCal et PHOS ont été réalisés en surface, au point 2.
Grâce à la configuration DCal/PHOS/EMCal, ALICE pourra effectuer des mesures inédites. « Par exemple, on pourra mesurer plus finement les coïncidences d’un jet face à un photon, ce qui nous donnera des indications plus précises sur le plasma de quarks et de gluons, explique Mateusz Ploskon. Le DCal et l’EMCal mesureront également la corrélation entre les paires de jets entièrement reconstituées. Cela permettra d’étudier le bilan d’énergie entre deux paires de jets de recul, un autre moyen de comprendre le phénomène de la suppression des jets. En produisant des jets "dos à dos" lors de collisions proton-proton, ALICE pourra étudier de façon plus approfondie la résolution en énergie et l’échelle d’énergie de ses mesures de jets. »
L’installation du DCal progresse conformément au calendrier. Le détecteur sera achevé à l’automne 2014, largement à temps avant la remise en service du LHC à une énergie et une luminosité optimales.
