Détecteurs gazeux
Responsable du WP : Gabriel CHARLES
gabriel.charles@ijclab.in2p3.fr
Les détecteurs gazeux sont largement utilisés en physique des particules et physique nucléaire pour la reconstruction des traces chargées, généralement à des flux élevés. Associés à l’utilisation de champs magnétiques, ils permettent d’effectuer des mesures d’impulsion, et d’être un élément de l’identification de particules en association avec d’autres détecteurs. Ils peuvent aussi être utilisé comme des cibles actives dans lesquelles le milieu gazeux est également la cible de réaction.
Cette famille des détecteurs est intrinsèquement polyvalente puisque les paramètres des détecteurs, tels que la géométrie, la taille, le mélange de gaz et la pression, sont optimisés pour l’application envisagée. Cela implique que des prototypes continuent, dans des technologies existantes bien connues, à être conçus et assemblés dans nos laboratoires de recherche à des projets spécifiques : la poursuite de l’effort de R&D dans ce domaine est essentielle pour maintenir en nos laboratoires les compétences associées à leur conception, prototypage et éventuellement à leur fabrication.
En particulier dans nos domaines, les défis futurs de la physique expérimentale nécessitent des détecteurs gazeux avec une résolution énergétique, spatiale et temporelle améliorée, des seuils d’énergie plus bas et une plage dynamique plus large ainsi qu’une durabilité aux flux élevés.
Un des axes de R&D dans l’Institut porte sur la minimisation du budget matériel des détecteurs, par exemple en utilisant des fils basse densité pour les chambres à fils ou des ondes millimétriques pour transmettre le signal à la place des câbles. Cela permet d’améliorer l’efficacité de la détection des particules légères et de réduire les contraintes mécaniques.
Un autre axe est la recherche de nouveaux mélanges de gaz car, en raison des récentes lois sur l’environnement et la sécurité, les gaz utilisés depuis longtemps sont désormais difficiles à trouver ou trop chers. Pour les chambres ionisantes, les développements récents visent à mesurer à la fois le signal d’ionisation et la lumière émise dans le gaz en corrélation temporelle. Des efforts supplémentaires sont également consacrés au développement de l’électronique frontale et de nouveaux outils de simulation. Enfin, des recherches de pointe sont également menées pour réduire la résolution temporelle des détecteurs gazeux pour atteindre la frontière de 1ps.
