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Des micro-refroidisseurs grenoblois dans l’anneau principal du CERN


​Après sa contribution à l’expérience NA62 du CERN, le Leti, institut de CEA Tech, a été choisi pour fournir des micro-refroidisseurs destinés à l’expérience LHCb, l’une des quatre menées sur l’anneau principal du synchrotron.

Publié le 6 mai 2019

Explorer les légères différences qui existent entre matière et antimatière grâce à l'étude d'un type de particule appelé « quark b », tel est l'objectif de l'expérience LHCb, menée sur l'anneau principal du CERN. Le Leti, qui avait fourni des micro-refroidisseurs pour l'étude NA62, a été choisi pour fournir ceux nécessaire à l'amélioration de la prestigieuse expérience.
Par rapport à l'ancienne configuration, les détecteurs de particules sont situés beaucoup plus près du faisceau, et la fréquence de fonctionnement des circuits est bien plus élevée. Les micro-refroidisseurs devront maintenir la température à -20°C, et fonctionner pendant 10 ans dans un environnement sous vide et hautement rayonnant.

Les circuits de refroidissement proposés par le Leti sont constitués d'un réseau de microcanaux de quelques dizaines de microns de profondeur, obtenus par gravure plasma dans des plaques de silicium de 200 mm de diamètre. Une seconde plaque est associée par collage moléculaire sur la totalité de la surface sans aucun défaut, sous peine de provoquer une fuite ou un court-circuit. Dans les canaux circule du CO2 liquide qui s'évapore, afin de maintenir le système à sa température de fonctionnement. Une métallisation à base de Titane/Nickel/Or permet de souder les capillaires qui amènent le fluide caloporteur.
Des prototypes ont été livrés au CERN et les premiers tests de cyclage en température et en pression ont été validés. Le montage des premiers refroidisseurs est en cours.


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