Une coopération dans le domaine de la physique des hautes énergies

Le CSEM et le CERN s’allient afin de poursuivre et de renforcer la coopération scientifique et technique des deux organisations en physique des hautes énergies, dans le but d’améliorer les performances du nouvel accélérateur de particules du CERN – le grand collisionneur de hadrons (LHC).

Alliant le savoir-faire scientifique du CERN aux compétences technologiques du CSEM, cette coopération portera sur le développement de microstructures en silicium conçues pour refroidir les surfaces des détecteurs de particules. Les systèmes de refroidissement standard en physique des particules présentent habituellement des complications liées aux coefficients de dilatation thermique différents des divers éléments, une différence qui peut entraîner des dégâts irréversibles comme des fissures ou des cassures. La maîtrise de la température constitue donc un défi majeur afin d’éviter le vieillissement ou la dégradation prématurée des détecteurs et de leurs composants électroniques.

Le CERN, mondialement connu pour ses travaux en recherche fondamentale dans le domaine de la physique des particules, a développé une technologie de refroidissement par micro-canaux afin d’assurer une meilleure maîtrise de la température dans les détecteurs de particules. Le CSEM, quant à lui, dispose d’une vaste expertise dans le domaine des technologies de microsystèmes, couvrant les divers aspects de la micro fabrication, de l’assemblage, ainsi que de l’encapsulation. Cette alliance s’avère donc prometteuse.

La solution envisagée consiste en une plaque ultra mince de silicium constituée d’une myriade de micro-canaux dans lesquels circule un fluide sous pression. Cette plaque sera placée en contact direct avec la surface en silicium des éléments à refroidir, à savoir les détecteurs et les puces électroniques associées. Ces dispositifs en silicium, très minces et très performants, répondront parfaitement aux exigences des technologies des détecteurs en termes de volume et de masse. Les détecteurs pourront ainsi être positionnés au plus près du faisceau du LHC, tout en perturbant le moins possible les particules issues des collisions.