Partenaires
Menu
Rechercher
Navigation
Accueil > Masses et Interactions Fondamentales > ATLAS > Activités > Mise à niveau du détecteur > ATLAS HGTD - un Détecteur Hautement Granulaire pour une mesure de Temps d’une extrême précision
ATLAS HGTD - un Détecteur Hautement Granulaire pour une mesure de Temps d’une extrême précision
Depuis mai 2015, le LPNHE contribue à la réalisation d’un détecteur hautement granulaire pour ATLAS pour la phase de haute luminosité du LHC. En effet, l’augmentation attendue du flux de particules aura un impact important sur l’empilement avec potentiellement 200 interactions par croisement de faisceaux. Les performances du détecteur ATLAS pour les électrons et les photons, ainsi que pour les jets et l’énergie transverse manquante seront fortement dégradées dans les parties avant du détecteur. Un détecteur hautement granulaire permettant une mesure précise du temps (HGTD « High Granularity Timing Detector ») doit être installé devant les parties bouchons du calorimètre électromagnétique, couvrant la région en pseudo-rapidité de 2,4 à 4. Constitué de quatre couches de capteurs silicium de type LGAD (Low Gain Avalanche Detector), une résolution en temps de l’ordre de 30 à 50 picosecondes par cellule sera nécessaire pour associer les hits aux particules des collisions proton-proton.L’équipe HGTD du LPNHE participe au développement d’algorithmes de reconstruction des traces et à l’optimisation des performances du détecteur. Afin d’atténuer les effets d’empilement, HGTD doit associer correctement les temps mesurés aux objets physiques (traces ou vertex). Le groupe a travaillé sur l’amélioration des performances d’association temps/trace en termes de pureté et d’efficacité avec le développement et l’implémentation d’un algorithme dédié.
Depuis 2016, la collaboration HGTD mène des campagnes de faisceaux test au SPS du CERN et à DESY afin d’étudier les performances des capteurs LGAD. Le LPNHE a participé à plusieurs campagnes de tests en faisceaux et l’analyse des don- nées obtenues a été une activité majeure au cours des dernières années et va se poursuivre dans les trois ans à venir. Huit articles JINST et NIM auxquels le groupe du LPNHE a contribué ont été publiés.
Enfin, le LPNHE est maître d’œuvre de la conception et de la réalisation des unités de détecteur HGTD. À ce stade, la conception du détecteur est finalisée, plusieurs prototypes ont été produits et un premier démonstrateur a été construit. Après l’approbation par la collaboration ATLAS, la phase des différentes revues du projet est en cours avant de débuter la production des différents éléments en 2026. Au cours des dernières années et jusqu’en 2025, une intense activité de R&D a été menée au LPNHE. Les 48 dessins des supports issus des modèles CAO 3D ont été produits. De nombreux prototypes ont été fabriqués au laboratoire et sous-traités à des entreprises françaises et chinoises.
La seconde activité technique du groupe concerne la fabrication des unités de détecteur, constituées des modules collés sur les structures de support précédemment décrites. Nous avons en charge la conception et la mise au point de la procédure. De nombreuses études ont été menées afin d’établir la procédure d’assemblage. Concernant les performances du détecteur, il est nécessaire de s’assurer que l’ensemble des voies de lecture est opérationnel. Dans ce but, nous avons mis en œuvre un banc de tests permettant une caractérisation électrique de chacune des voies de chaque module.
Au cours des années à venir, les activités HGTD du LPNHE vont s’inscrire dans la continuité des différents domaines auxquels le groupe contribue depuis le début du projet. Jusqu’en 2027, le LPNHE devra assurer ses engagements concernant la production des unités de détecteur tels que prévus par le MoU signé par l’IN2P3.
Dans un premier temps, la préproduction des unités de détecteur, 24 unités composant le module-0 équivalent à un quadrant, est prévue début 2026. La production devrait débuter dans la seconde moitié de 2026.
Retrouvez ce texte dans le rapport d’activité 2024-2025 du LPNHE.
Dans la même rubrique :
