[ EN COURS ] - DÉTECTEUR - CMS - CERN - LHC

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Le  
CMS    
ou
Compact Muon Solenoid


RÉSUMÉ
21 mètres de Long
16 mètres de diamètre
environ 12 500 tonnes
Détecteur de Muons
Détecteur Polyvalent / Généraliste
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BOINC  :  vLHC@HOME  /  CMS Simulation
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http://cms.web.cern.ch/


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Le Compact Muon Solenoid,
Solénoïde Compact à Muons  -  en français,

est une des deux expériences génériques (avec Atlas)
du collisionneur proton proton LHC du CERN.

Il a été construit par environ 2 600 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.





Objectifs

Les buts majeurs de cette expérience sont :

   de confirmer et préciser les mesures concernant le Modèle Standard de la Physique ;
   d'explorer la physique à l'échelle du TeV ;
   de découvrir le boson de Higgs objectif atteint ;
   de chercher des signes de la physique au-delà du modèle standard tels que la supersymétrie ;
   d'étudier les collisions d'ions lourds (une autre expérience Alice est consacrée à cette étude).




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.

Le détecteur a une forme cylindrique de 21 mètres de long,
et 16 mètres de diamètre.
Il pèse environ 12 500 tonnes.









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
et la quantité de mouvement
des photons, électrons, muons et autre phénomènes (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 80 000 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 sont
(seules ces particules sont suffisamment pénétrantes
pour être capables de traverser l'ensemble des détecteurs internes)
placées dans la culasse de l'aimant.








SOURCE
https://fr.wikipedia.org/wiki/Compact_Muon_Solenoid

SOURCE IMAGE 1


SOURCE IMAGE 2
http://cms.web.cern.ch/news/what-cms

SOURCE IMAGE 3
http://cms.web.cern.ch/news/cms-detector-design


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21 Mai 2015
1ères collisions de protons à 13 TeV
Qui créent des gerbes de particules dans le détecteur CMS (Image : CMS)

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SOURCE
http://home.cern/fr/about/updates/2015/05/first-images-collisions-13-tev


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CMS, c’est quoi ?


Sur l’un des quatre points de collisions du LHC,
à Cessy en France,
se trouve le détecteur CMS (Compact Muon Solenoid).

Ses ambitions :
découvrir des nouvelles particules élémentaires comme le boson de Higgs,
une particule vainement recherchée jusqu’à ce jour,
trouver des particules supersymétriques
ou mettre en évidence des dimensions supplémentaires de l’espace.



Un « poids lourd » de technologie


Ce détecteur hors du commun est un véritable titan,
long de 21,5 mètres, d’un diamètre de 15 mètres,
et d’une masse de 12 500 tonnes.

Mais comme l’indique le « C » de CMS, ce détecteur est « compact ».
Il peut paraître assez gigantesque, mais tout est relatif :
CMS est deux fois plus petit en taille qu’Atlas... pour un poids deux fois plus élevé !

Il possède le solénoïde supraconducteur
le plus grand et le plus puissant jamais construit.

Le champ magnétique, d’une intensité exceptionnelle - 4 teslas,
soit 100 000 fois le champ magnétique terrestre -
dévie les particules chargées.

Un trajectographe en silicium placé au centre du détecteur
localise le passage des particules
et en mesure la courbure et la quantité de mouvement.

La signature, la position et l’énergie des particules sont analysées
par un appareillage extrêmement massif et précis :

- Le calorimètre électromagnétique,
constitué de près de 80 000 cristaux de tungstate de plomb,
conçu pour mesurer l’énergie des photons, électrons ou positons.
Un dispositif d’une grande finesse,

le processeur de lecture sélective,
fait un premier traitement des données
en les associant aux informations de déclenchement.

- Le calorimètre hadronique, placé autour du précédent,
et destiné à mesurer l’énergie des hadrons (protons, pions, kaons).



Un montage original


CMS est la seule expérience du LHC
où les éléments sont assemblés et testés dans un hall de surface
avant d’être descendus dans la caverne de l’expérience, en 5 blocs hyper massifs.

Le plus lourd pèse 1 920 tonnes, soit l’équivalent de cinq avions gros porteurs.
Une fois l’assemblage terminé,
les éléments ont été déplacés grâce à un système de coussin d’air,
et pour la descente on a utilisé le même type de grue qui a servi à assembler l’Airbus A380.



Une collaboration mondiale

Plus de 2000 physiciens et ingénieurs provenant de 183 instituts répartis dans 39 pays ont œuvré sans relâche à l’assemblage de CMS.




Fonctionnement et spécificités


Du fait de la très grande rareté des événements recherchés,
il faut éliminer en temps réel les interactions sans intérêt physique.

Le détecteur de CMS doit donc relever un double défi
qui exige une technologie de pointe :
reconnaître avec exactitude et finesse chaque type de particule produite
et sélectionner les événements intéressants ;
il doit ainsi réduire leur nombre à 10 000 par seconde.

Pour mesurer l’énergie des particules,
le champ magnétique créé doit être d’autant plus puissant
que les particules à mesurer sont énergétiques.

C’est pourquoi CMS a conçu un aimant aussi puissant,
lui permettant une très bonne qualité de mesure de toutes les particules.



CMS en direct
Webcam dans le centre de contrôle de CMS à Meyrin
http://cms.web.cern.ch/content/cms-control-room-webcams



SOURCE
http://www.lhc-france.fr/les-experiences/cms-le-poids-lourd/



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