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Compact Muon Solenoid, « solénoïde compact à muons » en français, est une des deux expériences génériques (avec Atlas) du collisionneur proton proton LHC du CERN. Il a été construit par environ 2 600 personnes appartenant à 180 instituts scientifiques de presque 40 nationalités. Il est situé au sein d'une caverne souterraine à Cessy, en France près de la frontière avec la Suisse. Le détecteur a une forme cylindrique de 21 mètres de long, et 16 mètres de diamètre. Il pèse environ 12 500 tonnes.

Buts

Les buts majeurs de cette expérience sont :

de confirmer et préciser les mesures concernant le Modèle Standard de la Physique ;
d'explorer la physique à l'échelle du TeV ;
de découvrir le boson de Higgs objectif atteint ;
de chercher des signes de la physique au-delà du modèle standard tels que la supersymétrie ;
d'étudier les collisions d'ions lourds (une autre expérience Alice est consacrée à cette étude).

Vue générale du détecteur

CMS est un détecteur généraliste, capable d'étudier tous les aspects des collisions de proton à 14 TeV, énergie dans le centre de masse du collisionneur LHC. Comme la plupart des détecteurs de physique des particules, il est formé de différents sous-systèmes destinés à mesurer le type de particules, la position, l'énergie et la quantité de mouvement des photons, électrons, muons et autre phénomènes (jets de hadrons) produits lors des collisions. Il est formé de plusieurs couches (du centre vers l'extérieur) :

un trajectomètre entièrement en silicium ;
un calorimètre électromagnétique formé d'environ 80 000 cristaux ; scintillants de tungstate de plomb (PbWO₄)
un calorimètre hadronique composé de couches intercalées de matériau dense (laiton) et de scintillateurs plastique ou de fibres de quartz ;

Ces trois sous détecteurs sont suffisamment compacts pour être placé à l'intérieur d'un aimant solénoïde supraconducteur créant un champ puissant et homogène de 4 T.

à l'extérieur de l'aimant, des chambres à muons (seules ces particules sont suffisamment pénétrantes pour être capables de traverser l'ensemble des détecteurs internes) placées dans la culasse de l'aimant.

Les différentes couches CMS – du centre vers l'extérieur

Installation souterraine

Pour gagner du temps, lors du creusement de la caverne, CMS a été construit en surface en 14 tranches autonomes; ces tranches ont été descendues une à une à 100 mètres sous terre par une grue spéciale (l'élément central comprenant l'aimant pesait presque 2 000 tonnes) et assemblées ensemble. Le dernier élément de construction du CMS a été descendu le 22 janvier 2008.

Contexte

Une autre expérience ATLAS, installé sur un autre point du LHC, a été bâtie pour étudier la même physique au moyen de techniques différentes; les collaborations ATLAS et CMS seront en compétition et coopération lors de découvertes majeures.

Le Tevatron est un collisionneur proton - antiproton à Fermilab près de Chicago aux États-Unis, avec une énergie dans le centre de masse d'environ 2 TeV qui fonctionne depuis 1987 avec deux expériences CDF et D0.

Photographies

Liens externes

(en) Site officiel grand public de CMS, sur le site cms.cern.ch
Pages CMS du site LHC-France du CNRS et du CEA, sur le site lhc-france.fr
Page CMS du site LHC du CERN, sur le site public.web.cern.ch
TOTEM, sur le site public.web.cern.ch
Films de la construction, sur le site cmsinfo.cern.ch

Portail de la physique

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-[[Image:CERN CMS endcap 2005 October.jpg|thumb|upright=1.2|Photo du CMS du [[Large Hadron Collider|LHC]].]]
+[[Image:CERN CMS endcap 2005 October.jpg|vignette|upright=1.2|Photo du CMS du [[Large Hadron Collider|LHC]].]]
 == Buts ==
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 == Vue générale du détecteur ==
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+CMS est un détecteur généraliste, capable d'étudier tous les aspects des  collisions de [[proton]] à {{unité|14|[[TeV]]}}, énergie dans le centre de masse du collisionneur [[Large Hadron Collider|LHC]]. Comme la plupart des détecteurs de physique des particules, il est formé de différents sous-systèmes destinés à mesurer le type de particules, la position, l'[[énergie]] et la [[quantité de mouvement]] des [[photon]]s, [[électron]]s, [[muon]]s et autre phénomènes (jets de [[hadron]]s) produits lors des collisions. Il est formé de plusieurs couches (du centre vers l'extérieur) :
 * un trajectomètre entièrement en silicium ;
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+* un [[calorimètre (physique des particules)|calorimètre]] électromagnétique formé d'environ {{unité|80000|[[cristal|cristaux]]}} ; [[Scintillation (physique des particules)|scintillants]] de tungstate de plomb ({{Fchim|PbWO|4}})
 * un calorimètre hadronique composé de couches intercalées de matériau dense ([[laiton]]) et de scintillateurs plastique ou de fibres de [[Quartz (électronique)|quartz]] ;
 Ces trois sous détecteurs sont suffisamment compacts pour être placé à l'intérieur d'un aimant [[solénoïde]] [[supraconducteur]] créant un champ puissant et homogène de {{unité|4|[[Tesla (unité)|T]]}}.
 * à l'extérieur de l'aimant, des chambres à [[Muon|muons]] (seules ces particules sont suffisamment pénétrantes pour être capables de traverser l'ensemble des détecteurs internes) placées dans la culasse de l'aimant.
 == Les différentes couches CMS – du centre vers l'extérieur ==
+[[Image:Schema_transverse_cms.png|vignette|none|600px|Schéma d'une tranche du détecteur]]
-[[Image:Schema_transverse_cms.png|thumb|none|600px|Schéma d'une tranche du détecteur]]
 == Installation souterraine ==
 Pour gagner du temps, lors du creusement de la caverne, CMS a été construit en surface en {{nombre|14|tranches}} autonomes; ces tranches ont été descendues une à une  à {{unité|100|mètres}} sous terre par une grue spéciale (l'élément central comprenant l'aimant pesait presque {{unité|2000|tonnes}}) et assemblées ensemble. Le dernier élément de construction du CMS a été descendu le 22 janvier 2008.
 == Contexte ==
 Une autre expérience [[ATLAS (détecteur)|ATLAS]], installé sur un autre point du LHC, a été bâtie pour étudier la même physique au moyen de techniques différentes; les collaborations ATLAS et CMS seront en compétition et coopération lors de découvertes majeures.
 Le [[Tevatron]] est un collisionneur  proton - antiproton à [[Fermilab]] près de Chicago aux États-Unis, avec une énergie dans le centre de masse d'environ {{unité|2|[[Électron-volt|TeV]]}} qui fonctionne depuis   1987 avec deux expériences  [[Collider Detector at Fermilab|CDF]] et [[D0]].
 == Photographies ==
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 Image:CMS 41.JPG
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 == Liens externes ==

v · m Grand collisionneur de hadrons
Expériences	ALICE ATLAS CMS LHCb LHCf TOTEM MoEDAL
Accélérateur de particules	Électroaimant Supraconductivité
Particules	Boson de Higgs Muon Plasma quark-gluon Quark Symétrie CP Supersymétrie