Département de Physique Nucléaire

Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers

Une particule élémentaire possède une fiche signalétique au même titre que n'importe qui d'entre nous possède une carte d'identité sur laquelle est inscrit la taille, le poids et la couleur des yeux (enfin, cela était vrai il y a quelques années). Une particule possède une masse (parfois nulle), une charge (parfois nulle aussi), un spin, etc ... Le spin pourrait se représenter comme l'axe de rotation de la particule sur elle-même (comme une toupie par exemple). À l'instar d'une boussole posée auprès d'un aimant, le spin d'un électron s'aligne dans la direction du champs magnétique créé par un dipôle. Si le champs magnétique est suffisamment puissant, tous les spins des électrons seront alignés et pointeront tous dans le même sens. On dit alors que la polarisation des électrons est de 100%. Si certains sont réfractaires et se rebellent contre l'ordre établi, la polarisation représentera le rapport suivant : la différence entre le nombres d'électrons dont les spins sont alignés avec le champs magnétique et dont les spins ne le sont pas, divisé par le nombre total d'électrons.
De nombreuses expériences de Physique auprès d'accélérateurs de hautes énergies utilisent des faisceaux d'électrons polarisés pour des expériences spécifiques. Bien souvent en effet, les processus élémentaires ne sont pas équivalents ou sont directement dépendants de la polarisation du faisceau incident. La polarisation se définit maintenant, non plus par l'alignement du spin des particules avec le champ magnétique d'un dipôle, mais par l'alignement de ces spins avec le sens de propagation des particules ; on parle alors d'hélicité de l'électron incident qui est la projection du spin sur l'axe de propagation. Par conséquent, les physiciens doivent construire des appareillages spécifiques capables de mesurer cette polarisation. Du fait de leur complexité ou du processus physique mis en jeu pour établir cette mesure, ces polarimètres se révèlent être des expériences à part entière, complémentaire et simultanée de l'expérience principale. Placés à des endroits stratégiques de l'accélérateur, ils sont souvent indépendants de l'expérience principale.