Cours2

Mesurer
Tout effet physique observable peut
devenir la base d’un détecteur !

Y.Karyotakis 2
Champs Magnétiques
•Dipôle : dévie aussi le faisceau, il faut compenser (UA1)
•Split field : autocompense, champ magnétique très
inhomogène au centre de l’expérience !! (ISR)
•Toroid : grand volume, champ inhomogène entre les bobines,
champ zéro le long du faisceau. (ATLAS )
•Solénoïde : faisceau parallèle au champ, solution idéale.
Toutes les expériences LEP + LHC + usines à b’s

Y.Karyotakis 3
Mesure de l’impulsion
Particule à travers un champ magnétique :
pt= qBr ou pt(GeV/c) = 0.3Br (Tm) r rayon de courbure
Mesure de la flèche de la trace dans un champ magnétique
s = r- r cos(q/2)= r(1-cos(q/2)) = 2 rsin2(q/4)
q << 1 alors s = r q2/8 = 0.3 L2B/(8pt)
Mesure le long de la trace de N>10 points avec une erreur s(x) par
point :
Mais il faut ajouter la diffusion multiple
s s ( ) ( )
.
p
px p BL N
t
t
t
=0 3 7204
2

Y.Karyotakis 4
Diffusion multiple
Une particule chargée qui traverse une distance L de matière est
diffusée par le potentiel Coulombien des électrons et des noyaux.
La distribution de l’angle de diffusion qest gaussiène ( qpetits)
autour de zéro et un sde q0:
q q q q 
0 3
230 0
1213 61 0 038= = = = 
dplan
rms d rms MeV
cp zL Xx X
..ln
L
q
d
Pplan plan ( ) exp qq
q
q
= -
1
22
0
2
0
2
q, et d sont corrélés

Y.Karyotakis 5
La résolution en impulsion sera affectée par la diffusion multiple
p p p pL
X
etp
pBLX idependant de p
MS
t
t
MS
=  
=
sin .
.
q 00136 1
0045 1
0
0
Erreur totale sur l’impulsion:
erreur de mesure plus erreur
de la diffusion multiple.