Espace & Particules (12/2019)

Un nouveau trajectographe pour le LHC

En plus de remplacer presque tous les systèmes électroniques et d’acquisition de données afin de faire face à l’énorme augmentation de la production de données, l’expérience LHCb du CERN, qui explore les légères différences qui existent entre matière et antimatière, remplace ses trajectographes par de nouveaux dispositifs, dont le trajectographe à fibres scintillantes (SciFi). C’est la première fois qu’un trajectographe à fibres scintillantes de cette taille, avec une granularité très fine et une résolution très élevée, est développé. Le détecteur SciFi sera placé derrière l’aimant dipôle de LHCb.

Les fibres scintillantes sont, comme leur nom l’indique, des fibres optiques – avec dans le cas présent une base de polystyrène – qui émettent des dizaines de photons, dans la longueur d’onde bleu-vert, lorsqu’une particule interagit avec elles. Des teintures de scintillateurs secondaires ont été ajoutées au polystyrène pour amplifier la lumière et la faire passer à des longueurs d’onde plus importantes, de sorte qu’elle puisse atteindre des photomultiplicateurs au silicium (SiPM) spécialement conçus, qui convertissent la lumière en signaux électriques.

Cette technologie a été largement testée auprès d’autres expériences de physique des hautes énergies. Les fibres, qui peuvent produire et transmettre de la lumière dans la fenêtre prévue de 25 ns, démontrent une bonne résistance aux rayonnements ionisants.

 

De grosses molécules dans un état de superposition quantique

Une équipe internationale a réussi à placer des molécules de plus de deux mille atomes dans un état de superposition quantique. Le chercheurs ont observé des figures d’interférences formées par ces molécules, obtenant ainsi la preuve qu’elles peuvent se comporter comme des ondes.

En mécanique quantique, selon le principe de superposition, un même état quantique peut posséder plusieurs valeurs pour une certaine quantité observable Ce principe résulte du fait que l’état d’un système quantique est représenté par un vecteur dans un espace vectoriel nommé espace de Hilbert. Ce vecteur admet une décomposition en une combinaison linéaire de vecteurs selon une base donnée. Or, il se trouve qu’en mécanique quantique, une observable donnée (comme la position, la quantité de mouvement, le spin, etc.) correspond à une base donnée de l’espace de Hilbert.

 

Les satellites de Saturne

Quatre-vingt-deux est le nouveau nombre de satellites de Saturne, selon l’Union astronomique internationale. La planète dépasse désormais Jupiter de trois unités, grâce à l’ajout de vingt objets orbitant autour de Saturne, repérés par le télescope japonais Subaru à Hawaï. Selon l’équipe américaine de la Carnegie Institution de Washington, responsable de ces observations, ces satellites, qui ont un rayon de 5 km environ, mettent de deux à trois ans pour faire le tour de la planète. Un concours a été lancé pour nommer ces vingt nouveaux astres.