Les collisions à haute énergie d'ions lourds comme les noyaux de plomb au LHC recréent le plasma quark-gluon :le fluide le plus chaud et le plus dense jamais étudié en laboratoire. Outre l'étude des propriétés du plasma quark-gluon, le programme ALICE couvre un large éventail de sujets impliquant des interactions fortes, comme la détermination de la structure des noyaux et les interactions entre particules instables, comme présenté dans l'article « Un voyage à travers le plasma quark-gluon plasma et au-delà."

Système de suivi interne (ITS3)

Le système de suivi interne actuel d'ALICE, installé pour l'exploitation en cours du LHC, est le plus grand détecteur de pixels au monde à ce jour, avec 10 m ² de surface de silicium actif et près de 13 milliards de pixels. Le nouveau système de suivi interne, ITS3, s'appuie sur l'utilisation réussie de capteurs à pixels actifs monolithiques et fait passer ce concept à un niveau supérieur.

"ALICE est comme une caméra haute résolution, capturant les détails complexes des interactions de particules. ITS3 est prêt à augmenter la résolution de pointage des traces d'un facteur 2 par rapport au détecteur ITS actuel", ont déclaré Alex Kluge et Magnus Mager, le chefs de projet d'ITS3. "Cela améliorera considérablement les mesures du rayonnement thermique émis par le plasma quark-gluon et fournira un aperçu des interactions des quarks charme et beauté lorsqu'ils se propagent à travers le plasma."

Les capteurs ITS3 ont une épaisseur de 50 µm et une taille pouvant atteindre 26 × 10 cm ² . Pour y parvenir, une nouvelle technologie d’assemblage a été utilisée pour connecter des capteurs individuels entre eux dans une grande structure. Ces capteurs peuvent désormais être pliés autour du tube de faisceau dans une forme véritablement cylindrique. La première couche sera placée à seulement 2 mm du tube de faisceau et à 19 mm du point d'interaction. Il peut désormais être refroidi par air plutôt que par eau et possède une structure de support beaucoup plus légère, réduisant considérablement les matériaux et leur effet sur les trajectoires des particules observées dans le détecteur.

Calorimètre avant (FoCal)

Le détecteur FoCal se compose d'un calorimètre électromagnétique (FoCal-E) et d'un calorimètre hadronique (FoCal-H). FoCal-E est un calorimètre hautement granulaire composé de 18 couches de capteurs à tampons de silicium, chacun mesurant seulement 1 x 1 cm ² . , et deux couches spéciales supplémentaires avec des pixels de 30 × 30 μm ² . FoCal-H est composé de tubes capillaires en cuivre et de fibres scintillantes.

"En mesurant les photons inclusifs et leurs corrélations avec les mésons neutres, ainsi que la production de jets et de charmonia, FoCal offre une possibilité unique pour une exploration systématique de la QCD au petit Bjorken-x. FoCal étend la portée d'ALICE en ajoutant de nouvelles capacités pour explorer le structure de partons petit x des nucléons et des noyaux", a déclaré Constantin Loizides, chef de projet FoCal au sein de la collaboration ALICE.

Les prototypes FoCal nouvellement construits ont récemment été testés avec des faisceaux dans le complexe d'accélérateurs du CERN, au Synchrotron à Protons et au Super Synchrotron à Protons, démontrant leurs performances conformes aux attentes des simulations de détecteurs.

Les projets ITS3 et FoCal ont franchi une étape importante :l'achèvement de leurs rapports de conception technique, qui ont été approuvés par les comités d'examen du CERN en mars 2024. La phase de construction d'ITS3 et FoCal commence maintenant, les détecteurs devant être installés début 2028 à afin d'être prêt pour la prise de données en 2029.