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Les expériences sur cible fixe au SPS

Dossier - 40 ans de coopération Saclay-Cern
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Centre polyvalent, alliant recherche fondamentale et innovation technique, le centre de Saclay explore de multiples applications de la physique nucléaire : physique des réacteurs, chimie, métallurgie, électronique, biologie, climatologie ....

  
Dossiers40 ans de coopération Saclay-Cern
 

L'année 1977 voit la mise en service du SPS, synchrotron à protons de 200 à 400 GeV. Les résultats expérimentaux des quinze années précédentes ont changé la perception de la physique : en particulier, la découverte des courants neutres dans Gargamelle en 1973 et celle des particules charmées en 1974 ont apporté une première validation expérimentale de la théorie de Glashow, Weinberg et Salam pour l'interaction électrofaible et de la chromodynamique quantique (QCD) pour l'interaction forte.

Les différentes expériences auprès du SPS vont s'attacher à tester ces théories plus avant. Le DPhPE y contribuera activement, en s'engageant sur des expériences de diffusion inélastique profonde de neutrinos (CDHS) ou de muons (BCDMS), mais aussi sur des expériences de hadroproduction (WA11, NA3) et de photoproduction (NA14). Ces expériences ont apporté une moisson importante de résultats auxquels les physiciens du DPhPE ont notablement contribué : mesure des fonctions de structure des nucléons, confirmation des violations de l'invariance d'échelle prédite par QCD, mesure précise de sin2θW et de αs, étude du charme.

L'expérience CDHS pour l'étude de la diffusion inélastique profonde de neutrinos. Les grandes chambres à dérive hexagonales ont été réalisées à Saclay.

Pour toutes ces expériences, le DPhPE a construit des chambres proportionnelles ou à dérive, de tailles et de géométries différentes. Les chaînes de montage dont dispose alors le laboratoire sont en effet un atout précieux pour ces expériences qui nécessitent un grand nombre de chambres à fils. On peut citer, en particulier, les grandes chambres hexagonales de 4 m de côté conçues pour CDHS, qui ont servi par la suite à de nombreux tests de détecteurs en faisceaux puis ont été intégrées à l'expérience Chorus !

Par ailleurs, c'est dans l'expérience NA3 que le département a réalisé son premier calorimètre de grande taille : composé de plaques de plomb et de scintillateurs, ses dimensions (5 m sur 2 m) ont nécessité le développement d'un nouveau type de scintillateurs, à grande longueur d'atténuation et de coût peu élevé. Les compétences acquises lors de ces développements seront à nouveau mises à profit lors de la génération suivante d'expériences.