Le spectromètre à muons, la couche la plus externe du détecteur ATLAS, est constitué de plusieurs milliers de chambres. Il identifie et mesure l'impulsion des muons qui jaillissent du point de collision. La géométrie du spectromètre à muons joue un rôle fondamental à cet égard et doit être parfaitement maîtrisée.

À petite échelle, la géométrie du spectromètre à muons change presque constamment, même si ces changements sont peu perceptibles. Lorsque de petits écarts de température se produisent, les chambres et leurs structures de soutien se contractent, se dilatent et se déforment. De plus, certaines chambres sont montées sur les aimants toroïdaux d'ATLAS, qui, eux aussi, peuvent parfois bouger et se déformer.

Le spectromètre à muons est donc équipé d'un système d'alignement optique qui surveille en temps réel la position des chambres les unes par rapport aux autres et par rapport à des objets de référence étalonnés dans le détecteur, ainsi que leurs déformations. Ces informations peuvent être combinées aux données sur les trajectoires des muons de manière à maîtriser parfaitement la position du spectromètre à muons.

Toutefois, lorsque l'on ajoute de nouvelles chambres, ou que l'on répare des chambres existantes, la relation spatiale entre les capteurs d'alignement et les éléments actifs du détecteur est altérée. Il faut alors réaligner l'ensemble du spectromètre à muons.

Les physiciens d'ATLAS ont déployé une nouvelle procédure d'alignement pour les périodes d’acquisition de données 2017 et 2018. L'alignement ainsi obtenu est presque parfait. À en juger les écarts observés, la précision de l'alignement est d'environ 50 μm dans une grande partie du volume du spectromètre ; là où l'alignement est moins bon, l'écart avoisine les 100 μm.

En d'autres termes, pour l'ensemble du spectromètre à muons, l'écart obtenu est inférieur au diamètre d'un cheveu humain. Une précision aussi incroyable est indispensable au succès d'une expérience, comme l'ont montré les excellents résultats obtenus par ATLAS avec les données de la deuxième période d'exploitation.

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Pour en savoir plus, lisez l'article (en anglais) dans son intégralité : « ATLAS Experiment Briefing ».