TCHERENKOV EFFET

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Relation fondamentale de l'effet Tcherenkov

Relation fondamentale de l'effet Tcherenkov
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Détecteur de lumière Tcherenkov

Détecteur de lumière Tcherenkov
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Détecteur à éléments multiples

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Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Détecteurs d'anneaux Tcherenkov

La mesure de l'angle Tcherenkov doit passer par la localisation de la lumière Tcherenkov sur un détecteur optique. On obtient alors une image qui a la forme d'un anneau. Le rayon de cet anneau Tcherenkov couplé avec la distance focale donne l'angle Tcherenkov. Le prix des détecteurs de lumière limita longtemps la mesure de cet angle à des situations particulières. À la fin des années 1970 et au début des années 1980, plusieurs chercheurs de la physique des particules dont T. Ypsilantis, J. Séguinot, G. Charpak, D. E. Anderson eurent l'idée de mélanger au gaz d'un détecteur de particules chargées une molécule : le T.M.A.E. ou tetrakis (dimethylamino) ethylen, sensible à la lumière ultraviolette. Ils purent ainsi visualiser la lumière avec des détecteurs de particules chargées. Simultanément, l'université de Berkeley (États-Unis) mettait au point des chambres à dérive de grand volume capable de reconstruire en trois dimensions les trajectoires des particules. Ces deux innovations permirent la réalisation de détecteurs de lumière Tcherenkov de large surface. Ces idées furent appliquées pour la première fois sur plus de 10 mètres carrés par l'expérience Delphi (detector with lepton, photon and hadron identification) pour observer les collisions électron-positon à hautes énergies au Cern à Genève.

Détecteur de lumière Tcherenkov

Détecteur de lumière Tcherenkov

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Coupe d'un détecteur de lumière Tcherenkov auprès d'un anneau de collision e+ e- au Cern (Genève). 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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La lumière Tcherenkov, dont une large partie est dans l'ultraviolet, peut en effet arracher un électron à la molécule photosensible (T.M.A.E.) placée dans le détecteur. Cet électron est happé ensuite par le champ électrique (env. 600 V/cm) que l'on maintient dans toute la zone de détection. Il est ainsi transporté vers le réseau de fils des chambres proportionnelles (cf. particules élémentaires-Détecteurs de particules) placées en bout du détecteur. Là, il est accéléré par un champ électrique beaucoup plus intense, provoque l'apparition, au voisinage d'un fil, d'une avalanche d'électrons secondaires et y génère un courant détectable. Le moment où la lumière frappe la zone sensible est connu par le mome [...]

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Écrit par :

  • : physicien de recherche, docteur ès sciences, ancien élève de l'École normale de le rue d'Ulm, fonctionnaire à l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire (Cern)
  • : physicien supérieur détaché du Centre d'études nucléaires, Saclay, et au Centre européen de recherche nucléaire (Cern), Genève

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Pour citer l’article

Paul BAILLON, Robert MEUNIER, « TCHERENKOV EFFET », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 25 mai 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/effet-tcherenkov/