PROJET : ***** - CEA-Irfu

Date de mise à jour :16/04/2017
PROJET : R&D MAPS
(Fast Monolithic Active Pixel Sensors)
Resp. Scientifique : LUTZ Pierre
Chef de Projet : ORSINI Fabienne
EOTP : A-RDDET-02-08
Ordre Statistique :
Thématique/Programme : Les futurs instruments
pour la physique/Détecteurs
1- Enjeux scientifiques/Concurrences :
Un collisionneur linéaire à électrons positons, dans la gamme d’énergie
du TeV, est le grand projet de la physique des particules après l’achèvement
de la construction du LHC. Il a été reconnu très tôt que l’ambitieux
programme de physique d’un tel collisionneur nécessitait un vigoureux
programme de R&D pour que le détecteur placé auprès de lui atteigne les
précisions envisagées. Par exemple, le détecteur de vertex, destiné à signer
la présence de quarks lourds (charme et beauté), grâce à l’existence de
vertex secondaires détachés au mieux de quelques millimètres du vertex
primaire de la collision, doit avoir une précision de mesure sur chaque point
(résolution spatiale) de moins de 2μm, si l’on veut séparer charme et beauté
de façon suffisamment pure pour mesurer avec précision les rapports de
branchement du boson de Higgs en bbbar et ccbar.
Le groupe du DAPNIA est impliqué dans l’étude et le prototypage de
ce détecteur de vertex, basé sur les technologies CMOS.
2- Localisation/Mise en service :
Localisation non décidée.
Pas de décision de construction avant 2010 ?
Echéance ~ horizon 2015 ?
3- Collaboration/Management/Responsabilités Dapnia:
La collaboration DAPNIA Saclay-IRES Strasbourg n’a réellement vu le jour
qu’au début 2002.
4- Instruments/Spécificités/Enjeux techniques
Les détecteurs de vertex requis pour l’étude des quarks lourds doivent
satisfaire le cahier des charges suivant :
 5 couches cylindriques de pixels (r=15mm à 60mm), et 800 millions de
pixels sur 5 couches concentriques,
 Durée de lecture du signal : 20μs pour la première couche, 50-100μs pour
les couches suivantes, et Résolution spatiale  2μm,
 épaisseur capteur CMOS ~ 50μm et la quantité de matière ne doit pas
dépasser ~0,1% de Xo au total par couche,
 Tenue aux radiations : 500 kRads et 5.1010 neutrons/cm2 en 5 ans.
Actuellement, seuls les détecteurs CMOS semblent avoir le potentiel pour
atteindre les performances demandées (les CMOS possèdent les atouts des
CCDs tout en étant beaucoup plus rapide et résistants aux rayonnements).
5- Documents de Référence
Dapnia
CSTS SPP
02/12/99
Dapnia
CSTS SEDI
24/06/02
Dapnia
CSTS SEDI
11/06/04
6- Faits Marquants du projet
- Détection des particules chargées (MIPs) --> résultat obtenu par
Strasbourg en 1999-2001
- Première digitalisation atteinte avec succès avec le proto de Saclay
HiMAPS-1 (MIMOSA-8) en 2005, avec une vitesse de lecture 20µs à
100MHz pour une matrice de 128*32 pixels.
Chip proto HiMAPS-1 (Mimosa8)
Détecteur de vertex de l’ILC