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Record mondial pour l’aimant supraconducteur de l’expérience CMS
CEA
Publié le jeudi 31 août 2006
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Les détecteurs de physique nécessitent des champs magnétiques intenses qui courbent la trajectoire des particules afin d’en mesurer la quantité de mouvement. D’autre part, le domaine de hautes énergies étudié au LHC impose des dimensions colossales à ces détecteurs. C’est la raison pour laquelle CMS possède le plus grand solénoïde en supraconducteurs jamais réalisé, près de 7 m de diamètre pour 12,5m de longueur.
Pour produire un champ magnétique de 4 Teslas il faut alimenter la bobine géante avec un courant de 19 500 A. Ce champ provoque alors un effort d’expansion de 600 tonnes/m2 dans le solénoïde qui se situe aux limites supportables par la structure mécanique. L’énergie alors stockée dans la bobine est de 2,6 GigaJoules, soit de quoi soulever la tour Maine-Montparnasse d’environ 2 mètres, ou de satelliser un homme à la hauteur de la station spatiale internationale.
Les supraconducteurs constituent l’unique solution pour produire un champ aussi intense dans un tel volume, En février 2006, la bobine de CMS avait déjà été refroidie jusqu’au -269°C nécessaire pour que les supraconducteurs dont elle est constituée perdent toute résistance électrique. Différents détecteurs ont ensuite été installés en son sein, puis l’ensemble a été complété pour former une énorme culasse magnétique. En juillet 2006 les premiers essais électriques sur la bobine étaient effectués, moins d’un mois plus tard, la valeur record de 4 Teslas est atteinte.
La production en continu d'un champ nominal de 4 Teslas constitue à la fois un défi technologique et une étape essentielle pour l’expérience CMS. Le Dapnia a su proposer des solutions innovantes dans la conception d’ensemble du solénoïde pour lequel il a pris en charge l’étude et le suivi industriel de plusieurs sous-ensembles, et conduit le test de certains des éléments les plus critiques avant leur installation définitive. Par ailleurs, le Dapnia a supervisé l’assemblage de la partie cryogénique du solénoïde après en avoir établi le processus de montage et conçu les outils nécessaires.
Les physiciens et ingénieurs du Dapnia s'impliquent tout autant dans la préparation d’autres éléments de CMS, comme le détecteur de photons et électrons à base de cristaux ou les chaînes de logiciels nécessaires à l’analyse de données et à l’interprétation physique des résultats.
Pour en savoir plus :
- Le géant d'Atlas est libéré [04 Octobre 2005]
- Installation du 1er aimant dipolaire supraconducteur du plus grand accélérateur de particules du monde [11 Mars 2005]
- Derniers communiqués [04 Octobre 2005]
- Supratech : le CNRS et le CEA créent une plate-forme de recherche technologique régionale sur les cavités accélératrices supraconductrices [08 Septembre 2005]
- Le LHC, le plus puissant collisionneur de protons du monde [21 Avril 2006]