Compact Muon Solenoid
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Compact Muon Solenoid (CMS : solénoïde compact à muons) est une des 2 expériences génériques (avec Atlas) du collisionneur proton proton LHC du CERN. Il a été construit par environ 2600 personnes appartenant à 180 instituts scientifiques de presque 40 nationalités. Il est situé au sein d'une caverne souterraine à Cessy, en France près de la frontière avec la Suisse. Le détecteur a une forme cylindrique de 21 mètres de long, et 16 mètres de diamètre. Il pèse environ 12500 tonnes.
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[modifier] Buts
Les buts majeurs de cette expérience est :
- d'explorer la physique à l'échelle du TeV
- de découvrir le boson de Higgs
- de chercher des signes de la physique au delà du modèle standard telle que la supersymétrie, ou les * d'étudier les collisions d'ions lourds (une autre expérience Alice est consacrée à cette étude)
[modifier] Vue générale du détecteur
CMS est un détecteur généraliste, capable d'étudier tous les aspects des collisions de proton à 14 TeV, énergie dans le centre de masse du collisionneur LHC. Comme la plupart des détecteurs de physique des particules, il est formé de différents sous-systèmes destinés à mesurer le type de particules, la position, l'[[Énergie | énergie] et la quantité de mouvement des photons, électrons, muons et autre produits (jets de hadrons) produits lors des collisions. Il est formé de plusieurs couches (du centre vers l'extérieur) :
- un trajectomètre entièrement en silicium
- un calorimètre électromagnétique formé d'environ 80000 cristaux scintillants de tungstate de plomb (PbWO4)
- un calorimètre hadronique composé de couches intercalées de matériau dense (laiton) et de scintillateurs plastique ou de fibres de quartz
Ces trois sous détecteurs sont suffisamment compacts pour être placé à l'intérieur d'un aimant solénoïde supraconducteur créant un champ puissant et homogène de 4 T.
- à l'extérieur de l'aimant, des chambres à muons (seules ces particules sont suffisamment pénétrantes pour être capables de traverser l'ensemble des détecteurs internes) placées dans la culasse de l'aimant.
[modifier] Les différentes couches CMS – du centre vers l'extérieur
[modifier] Installation souterraine
Pour gagner du temps, lors du creusement de la caverne, CMS a été construit en surface en 14 tranches autonomes; ces tranches ont été descendues une à une à 100 mètres sous terre par une grue spéciale (l'élément central comprenant l'aimant pesait presque 2000 tonnes) et assemblées ensemble. Le dernier élément de construction du CMS a été descendu le 22 janvier 2008.
[modifier] Contexte
Une autre expérience ATLAS, installé sur un autre point du LHC, a été bâtie pour étudier la même physique au moyen de techniques différentes; les collaborations ATLAS et CMS seront en compétition et coopération lors de découvertes majeures.
Le Tevatron est un collisionneur proton - antiproton à Fermilab près de Chicago aux États-Unis, avec une énergie dans le centre de masse d'environ 2 TeV qui fonctionne depuis 1987 avec deux expériences CDF et D0.
