Le moment du premier long arrêt du LHC étant venu, il est temps d’ouvrir le détecteur CMS pour y réaliser des travaux de maintenance et de réparation.

Ingénieurs et techniciens ont commencé à ouvrir le détecteur CMS le 7 mars. Déplacer les composants de ce mastodonte de 14 000 tonnes est une opération des plus délicates.

CMS comporte une section tonneau comprenant cinq anneaux et deux bouchons, constitués chacun de trois disques et de deux calorimètres hadroniques à petits angles de 250 tonnes. [Voir le schéma]. Pour ouvrir CMS, il faut ouvrir les calorimètres hadroniques, qui entourent le tube de faisceau, et les déposer en bas de la caverne. Ils sont ensuite acheminés, grâce à un système de coussins d’air, vers des alvéoles de stockage. Pour chacune des extrémités, on déloge alors du tonneau les disques des bouchons.

« Il nous a fallu deux semaines pour déplacer les calorimètres hadroniques et les trois premiers disques, indique David Barney, physicien des détecteurs à CMS. Nous avons ensuite délogé les trois autres disques à l’autre extrémité ».

David Barney travaille depuis près de 20 ans sur le même élément de CMS - le calorimètre électromagnétique (ECAL). L’ECAL est constitué essentiellement de cristaux de tungstate de plomb, qui détectent les photons et les électrons. Dans les bouchons se trouve un autre détecteur, appelé détecteur de pied de gerbe, faisant face aux cristaux. Ce détecteur est constitué d’un réseau de capteurs en silicium, qui mesurent avec précision les positions des électrons et des photons haute énergie incidents.

Ce détecteur, en particulier, est capable de distinguer un photon incident d'une désintégration π0. Les particules π0 se désintègrent au point de collision en deux photons qui sont si proches l’un de l’autre qu'ils peuvent apparaître comme étant un seul photon.

« Le détecteur de pied de gerbe doit normalement être capable de distinguer un photon unique d’une paire de photons très rapprochés, indique David Barney. Mais, malheureusement, on a toute une partie du détecteur de pied de gerbe qui ne fonctionne pas, tout cela à cause d’un raccord défectueux, depuis deux ans ! Nous ne pouvons le réparer qu’en ouvrant le détecteur. » 

À ce jour, 99 % environ des canaux du tonneau et des bouchons de l’ECAL fonctionnent, contre 97 % pour le détecteur de pied de gerbe. « On pourrait croire que ce n’est pas si mal après trois années d’exploitation, mais tout peut être amélioré. Nous savons que plusieurs raccords sont défectueux, nous savons où ils se trouvent et nous ne pouvons intervenir qu’en ouvrant CMS, » explique David Barney.

L’équipe de CMS est impatiente d’accéder à l’intérieur du détecteur pour pouvoir effectuer les travaux de maintenance. « Je vais enfin mettre la main sur ce raccord, s’exclame David Barney. Pas trop tôt, au bout de deux ans ! »