Le détecteur ATLAS
ATLAS est le détecteur le plus volumineux jamais construit pour un collisionneur de particules. Il mesure 46 mètres de long pour 25 mètres de diamètre, et se trouve dans une caverne située à près de 100 mètres sous terre.
Le détecteur se compose de six sous-systèmes différents, disposés en couches concentriques autour du point de collision, qui enregistrent la trajectoire, l'impulsion et l'énergie des particules, lesquelles peuvent ainsi être identifiées et mesurées individuellement. Un énorme système d'aimants permet de courber la trajectoire des particules chargées, ce qui permet de mesurer leur impulsion aussi précisément que possible.
Les faisceaux de particules qui circulent dans le LHC ont une énergie allant jusqu'à sept mille milliards d'électron-volts, et une vitesse atteignant 99,9999991% de celle de la lumière. Ils entrent en collision au centre du détecteur ATLAS, ce qui produit de nouvelles particules, qui s'échappent du point de collision dans toutes les directions.
Chaque seconde, plus d'un milliard d'interactions de particules ont lieu dans le détecteur ATLAS. Ce volume de données équivaudrait aux données échangées si chaque habitant de la Terre avait 20 conversations téléphoniques en même temps.
Toutefois, seule une collision par million est considérée comme potentiellement intéressante et enregistrée pour être étudiée.
Le détecteur localise et identifie les particules, ce qui permet d’étudier une vaste gamme de sujets de physique, de l'étude du boson de Higgs et du quark top à la recherche de dimensions supplémentaires et de particules qui pourraient composer la matière noire. Les quatre éléments majeurs du détecteur ATLAS sont :
- le détecteur interne, qui mesure l'impulsion de chaque particule chargée;
- le calorimètre, qui mesure l’énergie des particules neutres et chargées;
- le spectromètre à muons, qui identifie et mesure les impulsions des muons;
- le système d'aimants, qui courbe la trajectoire de chaque particule chargée pour que son impulsion puisse être mesurée.
Ces éléments du détecteur intègrent les systèmes suivants :
- le système de déclenchement et d'acquisition de données, un système informatique spécialisé à plusieurs niveaux, qui sélectionne les événements de physique ayant des caractéristiques particulières;
- le système informatique, qui développe et améliore les logiciels informatiques utilisés pour stocker, traiter et analyser de grandes quantités de données issues des collisions, dans 100 centres informatiques à travers le monde.
Pour aller plus loin
Plus de détails peuvent être trouvés sur la page (en anglais) de la collaboration. Le texte de cette page est issu de cette brochure du CERN.