La température mesure l’agitation des atomes.
Si des températures extrêmement élevées peuvent être atteintes dans les étoiles par exemple ou sur terre, on ne peut par contre descendre en dessous de -273,15° C. C’est le “zéro absolu” (0 K), où tous les atomes sont immobiles.
Zoom sur :
Alain Benoît, cryogéniste de l'expérience Edelweiss a reçu en 2012 la médaille de l'innovation du CNRS
Expérience pour DEtecter Les WIMPs(*) En Site Souterrain
L'hypothèse de l'existence de matière cachée dans notre galaxie (la Voie Lactée) repose sur la mesure des vitesses de rotation des étoiles autour de son centre. Ces vitesses mesurées sont nettement plus grandes que celles calculées à partir de la seule masse des étoiles visibles. La présence de matière non visible, enveloppant notre galaxie, permettrait d'expliquer ce grave désaccord.
L'enjeu est ici de vérifier l'hypothèse que cette matière cachée soit constituée d'un halo de particules élémentaires d'un type nouveau (WIMPS*) prédites par des théories dites de Super-Symétrie (SUSY).
Des détecteurs ultra-sensibles !
Les signaux induits par les WIMPs sont de très faible énergie (quelques dizaines de keV) et sont très rares.
Pour atteindre la sensibilité requise, les chercheurs d’EDELWEISS ont choisi des détecteurs fonctionnant à une température extrêmement faible : 20mK (-273,13°c).
Ainsi, ces détecteurs ultra-sensibles et ultra purs mesurent en même temps la variation de température produite par l’énergie déposée – quelques millionièmes de degré- et le nombre d’électrons produits. Ce sont des bolomètres ionisation-chaleur.
Cette double mesure permet d’atteindre une efficacité pour distinguer les WIMPs des parasites résiduels radioactifs meilleure que 99,98 %.
Détecteur de 320g en Germanium
d’ultra-haute pureté
Ces bolomètres, fabriqués à Saclay sont les plus massifs de leur catégorie
en service dans le monde.
Le petit carré de 4x4mm2 est le thermomètre ultra-sensible. Les fils de contacts ont un diamètre de 25 microns !
D’autres détecteurs aux performances améliorées sont aussi fabriqués à Orsay.
A l’intérieur de ce gros capot en cuivre : les détecteurs.
Le cryostat utilisé pour obtenir la température de 20 mk, a été mis au point par l’équipe de l'Institut Néel de Grenoble.
Bien sûr, tous les matériaux le constituant ont été
soigneusement sélectionnés.
Ce dispositif capable de soutenir le blindage de 100 tonnes -en partie mobile- a été testé avant assemblage au LSM pour minimiser les mauvaises surprises…
Un épais blindage constitué de différents matériaux entoure le détecteur.
