Etude du fonctionnement à long terme de détecteur gazeux pour l'environnement à haut flux de CMS
Langue Anglais
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Auteur : Merlin, Jérémie
Date de soutenance : 25-04-2016
Directeur(s) de thèse : Brom, Jean-Marie - Sharma, Archana
Président : Baudot, Jérôme
Rapporteur(s) : Collot, Johann - Wormser, Guy
Établissement de soutenance : Strasbourg
Laboratoire : Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (Strasbourg ; 2006-....)
École doctorale : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
Discipline : Physique des particules élémentaires
Classification : Physique
Mots-clés libres : CMS, Amélioration, Détecteurs gazeux, GEM, Caractérisation, Performances, Vieillissement, Gain effectif
Mots-clés :
- Détecteurs gazeux (radioactivité)
- Matériaux -- Détérioration
- Qualité -- Contrôle
- Grand collisionneur de hadrons
- Particules (physique)
Résumé : Le spectromètre à muons de CMS doit permettre l'identification rapide et efficace des muons produits lors des collisions proton-proton au LHC. Cependant, à cause d'un environnement de détection extrême, seules les chambres à pistes cathodiques équipent actuellement les bouchons de CMS. Cette faiblesse dans le système de détection pourrait devenir problématique après l'amélioration du LHC. L'augmentation du taux de particules dans les bouchons va dégrader les performances du système de déclenchement L1 ainsi que l'efficacité de sélection des phénomènes physiques intéressants. Le but du programme d'amélioration de CMS est de maintenir le taux de déclenchement L1 tout en gardant une efficacité de sélection maximale. La collaboration CMS GEM propose d'équiper les régions vacantes des bouchons avec des détecteurs basés sur la technologie d'amplification des électrons dans un gaz (GEM), appelés GE1/1. Le sujet de thèse proposé par la collaboration CMS GEM a pour but de justifier le choix de la technologie GEM pour l'amélioration de CMS. Trois projets ont été suivis pendant la thèse. La première partie du projet de thèse consistait à mesurer précisément les caractéristiques fondamentales et les performances de détection des détecteurs triple-GEM produit par la technique simple-masque. Ces éléments sont essentiels pour s'assurer que les détecteurs GE1/1 pourront fonctionner en toute sécurité dans l'environnement des bouchons de CMS. Le deuxième projet consistait à prouver que les excellentes performances des détecteurs GE1/1 ne vont pas se dégrader pendant leur utilisation dans CMS. Cette étape comprend l'étude du fonctionnement à long terme des détecteurs GE1/1, en particulier le phénomène de vieillissement, qui inclue tous les processus physiques et chimiques qui provoquent la dégradation graduelle et permanente des performances de détection. Plusieurs tests de vieillissement ont été menés dans des zones d'irradiations spécifiques au CERN pour reproduire un minimum de 10 ans de fonctionnement réel dans l'environnement de CMS après la montée en puissance du LHC. Enfin, les excellentes propriétés mesurées lors de la phase de R&D ont permis de valider la technologie triple-GEM, qui fut ensuite approuvée par la collaboration CMS et le comité du LHC. La production de 144 grands détecteurs GE1/1 sera partagée entre différents sites de production à travers le monde. Le troisième projet de thèse fut donc le développement des principales étapes du contrôle qualité nécessaire pour assurer une production uniforme et une même qualité pour tous les détecteurs GE1/1.
Type de contenu : Text
Format : PDF
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2016STRAE005
Type de ressource : Thèse
