Département des accélérateurs, de cryogénie et de magnétisme

Région d’interaction des faisceaux

Après avoir mené l’étude présentée en 2007 d’un système de focalisation finale à collision frontale basé sur des quadripôles supraconducteurs de grande ouverture, une thèse s’est engagée sur le sujet du réglage des paramètres des faisceaux dans les collisions à angle de croisement non nul (14 mrad). Dans ce cas, le faisceau pénètre dans le solénoïde du détecteur en dehors de son axe. À l’effet du champ axial s’ajoute donc une déviation due à l’action de la composante radiale du champ magnétique. Ces phénomènes mènent à un grossissement du faisceau ainsi qu’à un décalage de sa trajectoire au point d’interaction. Les effets du solénoïde sur le faisceau nanométrique ont dû être modélisés avec une précision suffisante, et leur correction à l’aide d’un anti-solénoïde a été optimisée. La luminosité est ainsi restaurée par des corrections optiques pour les deux détecteurs, ILD et SiD (Silicon detector), envisagés dans la région d’interaction.

Solénoïde supraconducteur du détecteur ILD

La version de base reste un aimant solénoïdal de type CMS, avec un champ compris entre 3,5 et 4 T dans une ouverture chaude d’environ 7 m de diamètre. Les possibilités d’améliorer l’homogénéité du champ magnétique et d’inclure un dispositif permettant de minimiser les effets dus aux faisceaux qui se croisent avec un angle non nul ont aussi été étudiés.

Les principales étapes de ces études ont été :

-       la présentation d’une 1^re version au workshop ILD de septembre 2008 (Cambridge, GB),

-       la rédaction d’une version plus élaborée pour la lettre d’intention (mars 2009),

-       la comparaison de différentes solutions en 3 dimensions, avec et sans dispositifs d’amélioration du champ magnétique intégré, et avec et sans anti-DiD (Dipole in detector), pour minimiser les effets de croisement des faisceaux sous un angle non nul (4^e meeting ILD, Janvier 2010, Paris).

Les physiciens de la collaboration ont donc actuellement tous les éléments pour faire le choix de la configuration magnétique finale qu’ils souhaitent adopter pour le détecteur.