Limites sur la constante de couplage en fonction de la masse de l'axion.
Les lignes continues représentent les limites expérimentales issues des expériences Solax, Cosme, Dama, Tokio et celles obtenues à partir des données de 2003 de l’expérience Cast. La ligne en pointillée est issue des contraintes astrophysiques.
Moyens d'investigation
L’expérience Cast utilise le champ magnétique intense (9 teslas) produit par un prototype d’un des aimants dipôle du LHC pour convertir les axions solaires en photons. Cet aimant a été placé sur un support et se déplace sur un rail courbe afin d’être orienté vers le soleil à son lever et à son coucher (figure 1). À son extrémité 3 détecteurs ont été installés, dont un élaboré par le Dapnia en collaboration avec l’Institut de Physique Nucléaire Democritos (Grèce) et le Cern. Le principe de l’expérience est basé sur la détection des rayon X de la conversion des axions soumis à un très fort champ magnétique ; l’énergie attendue des X correspond à un spectre allant de 1 à 10 keV. La signature des axions étant la différence des spectres entre le jour et la nuit
Apport de la phase II : interaction dans du 4He ou 3He permettant une détection jusqu’à 1 eV/c2 (2 ordre de grandeur).
La résolution du détecteur permet de distinguer les événements issus des photons X du bruit de fond, en discriminant leur énergie, leur topologie et leur structure temporelle.
De part et d’autre de l’aimant 3 détecteurs à bas bruit de fond, une TPC, un CCD couplé a un télescope X et un
détecteur Micromégas sont utilisés pour détecter les photons X.
Description technique
Un détecteur Micromegas dédié à Cast a été construit et optimisé avec des matériaux de faible radioactivité pour la détection de photons d'énergie comprise entre 1 et 10 keV
Ce détecteur gazeux utilise une structure Micromegas développée par le Dapnia. Il fonctionne sous vide différentiel afin de permettre un couplage au vide de l’aimant, et présente un plan d’anode à lecture bidimensionnelle. Le couplage de ce détecteur à l'environment vide de l'aimant LHC, a nécessité le développement de fênetres minces et "étanches" à la fois qui soient perméables aux rayons X. La réjection des événements de bruit de fond nécessite une bonne résolution en énergie et une bonne résolution spatiale.Pour ce faire un système de collection de charges à deux dimensions a été développé.
Spécificités
Ce détecteur fonctionne à très bas bruit de fond.
Innovations techniques:
Mise au point de deux technologies innovantes de télescopes:
maj : 15-06-2007 (1585)
