DÉTECTEURS DE PARTICULES

Ce sujet est traité dans les articles suivants :

1.  PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Détecteurs de particules

Écrit par : Pierre BAREYRE, Jean-Pierre BATON, Georges CHARPAK, Monique NEVEU, Bernard PIRE

L'histoire de la physique subatomique est intimement liée à l'évolution des détecteurs de particules. Ces appareils furent souvent inventés pour répondre à des exigences précises de la physique. Ils furent aussi, parfois, le fruit des retombées du progrès de la technologie. Les deux classes de phénomènes qu'ils permettent d'étudier sont les… Lire la suite

2.  ANTARES, télescope sous-marin à neutrinos

Écrit par : Bernard PIRE

… Antares, *premier télescope sous-marin à neutrinos, est installé au large de La Seyne-sur-Mer (Var). Depuis juin 2008, les 12 lignes de détection d'Antares scrutent par 2 500 mètres de fond le passage de neutrinos d'origine cosmique. Couvrant une surface de 10 hectares, ce détecteur est un ensemble de mille photomultiplicateurs répartis sur 12 … Lire la suite

3.  ASTROPARTICULES

Écrit par : Pierre BAREYRE

Dans le chapitre "L'astronomie des neutrinos"  : … le flux de neutrinos muoniques au sol est deux fois supérieur à celui des neutrinos électroniques. *À l'aide d'un volume de 50 000 mètres cubes d'eau entouré de 11 000 photomultiplicateurs détectant par effet Tcherenkov les interactions de neutrinos, l'expérience souterraine Super-Kamiokande située au Japon a mesuré un rapport νμ/νe… Lire la suite

4.  C.E.R.N.

Écrit par : Harald H. BUNGARTEN, Bernard PIRE

…  a permis de réaliser des progrès décisifs dans le stockage de faisceaux intenses de particules. * Les techniques de détection évoluent en parallèle, avec le remplacement des chambres à bulles par des détecteurs électroniques et l'amélioration des processus de déclenchement. Ces perfectionnements jouent un rôle décisif dans la détection de… Lire la suite

5.  CHARPAK GEORGES (1924-2010)

Écrit par : Pierre DARRIULAT

… *Physicien français, né le 1^er août 1924 à Dabrovica (Pologne), lauréat du prix Nobel de physique 1992 pour ses travaux sur les détecteurs de particules élémentaires, notamment de la chambre proportionnelle multifils. La famille Charpak émigre à Paris en 1932. Ingénieur de l'École des mines de Paris en 1948, Georges Charpak est engagé au… Lire la suite

6.  DAVIS RAYMOND Jr. (1914-2006)

Écrit par : Bernard PIRE

…  le réacteur à graphite de Brookhaven, puis dans le réacteur de Savannah River en Caroline du Sud. *Au début des années 1970, il développe dans la mine d'or de Homestake près de Lead (Dakota du Sud) l'expérience qui fera sa renommée. Afin de compter les neutrinos issus du Soleil, il place un réservoir de 400 000 litres de tétrachloroéthylène à 1 … Lire la suite

7.  DIAGRAPHIES, géophysique

Écrit par : Oberto SERRA

Dans le chapitre "Indice hydrogène-neutron"  : … La* formation est bombardée en continu avec des neutrons d'énergie incidente de l'ordre de 4 à 6 mégaélectronvolts émis par des sources spéciales à l'américium-béryllium ou au plutonium-béryllium ; l'américium ou le plutonium engendrent des particules α qui, par combinaison avec le béryllium, produisent du carbone ¹²6C et des… Lire la suite

8.  GEIGER HANS WILHELM (1882-1945)

Écrit par : Bernard PIRE

…  tandis que Geiger rejoint le front. En 1925, Geiger devient professeur à l'université de Kiel. *C'est là que, avec son étudiant Walther Müller, il perfectionne le dispositif de comptage de particules qu'il avait mis au point en 1908 lorsqu'il était l'assistant de Rutherford : ce dispositif est connu depuis comme le compteur Geiger-Müller. Le… Lire la suite

9.  GLASER DONALD ARTHUR (1926- )

Écrit par : Bernard PIRE

… *Né le 21 septembre 1926 à Cleveland (Ohio), Donald Arthur Glaser fit ses études au California Institute of Technology de Pasadena, où il soutint en 1949 sa thèse sur l'étude expérimentale des rayons cosmiques. Chercheur et enseignant à l'université du Michigan de 1949 à 1959, il y mit au point un nouvel outil de détection des particules – la… Lire la suite

10.  GREGORY BERNARD (1919-1977)

Écrit par : Maurice JACOB

…  professeur Louis Leprince-Ringuet. C'est la grande époque de l'étude des rayons cosmiques à l'aide *de « chambres de Wilson » (détecteurs dans lesquels les trajectoires suivies par les particules microscopiques dont on désire observer les interactions se matérialisent par des gouttelettes de liquide formées dans un gaz amené au moment voulu dans un… Lire la suite

11.  HOFSTADTER ROBERT (1915-1990)

Écrit par : Bernard PIRE

… *Né le 5 février 1915 à New York (États-Unis), Robert Hofstadter fit ses études à New York et à Princeton, où en 1938 il soutint sa thèse sur le spectre infrarouge des molécules organiques simples et l'élucidation de la structure de la liaison hydrogène dans ces molécules. Assistant-professeur à l'université de Princeton, il participa au… Lire la suite

12.  KOSHIBA MASATOSHI (1926- )

Écrit par : Bernard PIRE

… à l'université de Tōkyō de 1970 à 1987, puis professeur émérite à l'université Tōkai jusqu'en 1997, *il conçoit et planifie le détecteur de l'expérience Kamiokande, gigantesque réservoir d'eau pure entouré de tubes photodétecteurs de 50 cm de diamètre, installé dans une mine de zinc à l'ouest de Tōkyō. Le but original de ce programme de physique est… Lire la suite

13.  LEPRINCE-RINGUET LOUIS (1901-2000)

Écrit par : Henri VIDEAU

…  un méson. Deux ans après, ce méson sera reconnu comme une nouvelle particule par C. D. Anderson. *La technique d'observation utilisée par Leprince-Ringuet consiste à visualiser le passage de ces particules dans des chambres de Wilson, enceintes pleines de gaz sursaturé où la trajectoire des particules chargées apparaît comme un chapelet de… Lire la suite

14.  NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Isotopes

Écrit par : René BIMBOT, René LETOLLE

Dans le chapitre "Production et détection des isotopes artificiels"  : … d'autres radionucléides présents. Une des méthodes consiste à absorber entièrement dans un *détecteur l'énergie de la particule émise ; ce détecteur est associé à un dispositif électronique qui délivre une impulsion de tension proportionnelle à l'énergie absorbée. Les détecteurs couramment employés sont les chambres d'ionisation, les… Lire la suite

15.  NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Faisceaux d'ions lourds

Écrit par : Marc LEFORT, Bernard PIRE

Dans le chapitre "La fusion incomplète des noyaux, un modèle d'étude de la matière nucléaire condensée"  : … Tout autour de la cible, dans des directions très précisément définies, sont placés des *détecteurs. Il peut s'agir de petites plaquettes de silicium ou de germanium, de cylindres à parois minces contenant un mélange gazeux (chambres d'ionisation), de panneaux de fils sous tension (chambres à fils), de cristaux scintillants qui, sous l'action d'une… Lire la suite

16.  PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Caractères généraux

Écrit par : Maurice JACOB, Bernard PIRE

Dans le chapitre "Les détecteurs"  : … *Les détecteurs UA1 et UA2 ont permis de découvrir le W et le Z en 1983. Le principe de base d'un détecteur de particules n'a que peu évolué avec le temps. Il s'agit de visualiser le passage d'une particule par un phénomène macroscopique amplifié qui a sa source dans l'ionisation (formation d'ions chargés) du milieu traversé… Lire la suite

17.  PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Fermions

Écrit par : Jean-Eudes AUGUSTIN, Michel PATY, Bernard PIRE

Dans le chapitre "Production et détection"  : …  (dans la nature, ces réactions se produisent dans les objets cosmiques, étoiles, etc.). *Pour capter ces neutrinos, émis de manière isotrope, on doit disposer de très grandes masses de détecteurs, dans une direction choisie à quelque distance de la source, en les protégeant de tout bruit de fond par un blindage important. Les νe… Lire la suite

18.  PHYSIQUE - Physique et informatique

Écrit par : Claude ROIESNEL

Dans le chapitre "Physique subatomique"  : … des accélérateurs jusqu'à l'interprétation des résultats. Le volume de données transmis par les *détecteurs dans les superaccélérateurs devient si grand que l'on ne peut en stocker qu'une partie. Le taux d'interaction dans le grand collisionneur de hadrons (L.H.C.), qui sera mis en service en 2004 au Cern, peut atteindre 10⁹ Hz.… Lire la suite

19.  RADIOACTIVITÉ EXOTIQUE ou RADIOACTIVITÉ PAR IONS LOURDS

Écrit par : Gérard ARDISSON

Dans le chapitre "Les différentes étapes de la découverte de l'émission d'agrégats"  : …  14 n'a fait appel à aucune instrumentation lourde. Ces chercheurs ont décidé de mesurer avec un *compteur, dit compteur télescope, les particules de haute énergie qui pourraient accompagner la désintégration de l'actinium 227, produit de filiation de l'uranium 235 naturel. Dans ce compteur télescope, le premier détecteur, en silicium mince (8 … Lire la suite

20.  RADIOÉLÉMENTS & RAYONNEMENTS IONISANTS

Écrit par : Jean-Louis BOUTAINE, René COPPENS, Pierre GUERIN de MONTGAREUIL, Richard HOURS, Jean-René PUIG

Dans le chapitre "Jauges radiométriques ou nucléoniques"  : … débit) ou chimique (composition, teneur). Le phénomène exploité est généralement traduit par un *détecteur de rayonnement en un signal électrique qui peut être transmis à distance soit vers un système d'affichage ou d'alarme, soit vers un appareil ou une machine dont il commandera le fonctionnement, réalisant ainsi un asservissement. Le… Lire la suite

21.  RAYONNEMENT COSMIQUE - Rayons X cosmiques

Écrit par : Monique ARNAUD, Robert ROCCHIA, Robert ROTHENFLUG

Dans le chapitre " Évolution des techniques de détection"  : …  X ont été réalisées avec des télescopes extrêmement sommaires. Ces instruments comprenaient un *détecteur de photons, du type compteur proportionnel, permettant de mesurer l'énergie de chaque photon détecté avec une précision relative de l'ordre de 20 à 40 p. 100. L'effet directionnel indispensable à toute étude astronomique était assuré par un… Lire la suite

22.  RAYONNEMENT COSMIQUE - Rayons gamma cosmiques

Écrit par : François LEBRUN, Robert MOCHKOVITCH, Jacques PAUL

Dans le chapitre "Les techniques d'observation des rayons gamma cosmiques"  : … de brèves bouffées de lumière recueillies par un photomultiplicateur couplé au cristal. Ce type de *détecteur, d'une grande simplicité, offre toutefois une résolution spectrale assez médiocre (5 p. 100 à 1 MeV). Les milieux semi-conducteurs constituent une alternative attrayante : les électrons résultant de l'interaction des photons gamma y créent… Lire la suite

23.  RAYONS X

Écrit par : André GUINIER

Dans le chapitre "La spectrographie X"  : … du solide. Chaque élément est caractérisé par la raie d'émission la plus intense ; on dispose les* détecteurs de façon à enregistrer ces raies. Ainsi, la réponse de ces détecteurs peut être enregistrée puis traitée par ordinateur de façon à donner les proportions des éléments cherchés dans l'échantillon : il existe des analyseurs automatiques à… Lire la suite

24.  REINES FREDERICK (1918-1998)

Écrit par : Bernard PIRE

…  centrales nucléaires actuelles. Avec son collaborateur Clyde Cowan (1919-1974), ils installèrent en 1953 leur *détecteur à neutrinos à proximité du réacteur de Hanford, dans l'État de Washington, sur la côte ouest des États-Unis, puis, trois ans plus tard, à Savannah River en Caroline du Sud. Son principe était d'utiliser la réaction inverse de la… Lire la suite

25.  SEMICONDUCTEURS

Écrit par : Julien BOK

Dans le chapitre "Autres applications"  : … Parmi les autres applications importantes des semiconducteurs, et sans prétendre être exhaustif, citons les *détecteurs de particules nucléaires et les générateurs d'hyperfréquences… Lire la suite

26.  SPECTROMÉTRIE DE MASSE

Écrit par : Michel de SAINT SIMON

Dans le chapitre "Analyseurs statiques"  : … fente sur le faisceau (fente-source), de largeur ls et une fente à l'entrée du *détecteur (fente-détecteur), de largeur ld, on définit géométriquement la valeur du rayon ρ (exprimée en m) pour lequel les ions peuvent atteindre le détecteur. La masse m est déterminée à partir de la charge de l'ion … Lire la suite

27.  TCHERENKOV EFFET

Écrit par : Paul BAILLON, Robert MEUNIER

…  optique connu, l'effet Tcherenkov, permet d'obtenir cette précision. Un compteur Tcherenkov est un *détecteur électronique de particules qui associe un milieu transparent (gaz, liquide ou solide) appelé radiateur à un ou plusieurs détecteurs photoélectriques très sensibles capables de fournir un signal ou une image à chaque émission Tcherenkov. Les… Lire la suite

28.  WILSON CHARLES THOMSON REES (1869-1959)

Écrit par : Bernard PIRE

… *Né le 14 février 1869 à Glencorse, près d'Édimbourg (Écosse), dans une famille de fermiers, Charles Thomson Rees Wilson devint orphelin à l'âge de quatre ans. Il fit ses études à Manchester grâce à la générosité d'un demi-frère qui avait fait fortune à Calcutta. Il se destinait à la médecine. Cependant, admis en 1888 à l'université de Cambridge, il… Lire la suite