Photo de chambre à bulles montrant des traces de particules, datant de 1961. (Image : CERN) 

Dans les annĂ©es 1960-70, la chambre Ă  bulles et la chambre Ă  Ă©tincelles dominent les techniques d’enregistrement des trajectoires des particules en physique expĂ©rimentale des hautes Ă©nergies. Les images produites – de simples photographies – sont examinĂ©es par un personnel formĂ© pour repĂ©rer les trajectoires intĂ©ressantes, les « scanneurs ».

Le programme de chambres Ă  bulles du CERN dĂ©bute en 1959, lorsque la chambre Ă  hydrogĂšne de 30 centimĂštres enregistre sa premiĂšre image. En parallĂšle, un projet plus ambitieux encore a dĂ©jĂ  dĂ©butĂ© : la construction d’une chambre de 2 mĂštres, qui entre en fonction en 1965. En douze ans de service , cette « grande » chambre produira plus de 40 millions de photographies et consommera 20 000 kilomĂštres de pellicule (la moitiĂ© du tour de la Terre !).

Le CERN utilise pour la premiĂšre fois des chambres Ă  bulles pour Ă©tudier les interactions des neutrinos. Ces Ă©tudes conduisent Ă  la construction de la Grande chambre Ă  bulles europĂ©enne (BEBC), avec ses 20 mĂštres cubes d’hydrogĂšne liquide, et de Gargamelle, qui permet la dĂ©couverte des courants neutres faibles – un succĂšs exceptionnel.

L’expertise acquise en ingĂ©nierie et en cryogĂ©nie a servi Ă  la construction des grands dĂ©tecteurs du Grand collisionneur Ă©lectron-positon (LEP) et du Grand collisionneur de hadrons (LHC), et les collaborations Ă©tablies alors furent le point de dĂ©part de la coopĂ©ration internationale qui prĂ©vaut aujourd’hui.

TĂ©moignage

C’était un travail de dĂ©tective. Il y avait toujours quelque chose Ă  apprendre. Le “scanning” nous a permis d’observer visuellement les particules Ă©lĂ©mentaires sur une table, grĂące aux traces qu’elles laissaient, et de dĂ©couvrir cette physique.

Madeleine Znoy
Madeleine Znoy Ă  une table de « scanning » en 1976 avec une projection d’une image de la Grande chambre Ă  bulles europĂ©enne (BEBC). (Image : CERN)

Madeleine Znoy fut une « scanneuse » du CERN, une personne chargĂ©e d’examiner les films des chambres Ă  bulles afin d’identifier les Ă©vĂ©nements intĂ©ressants. Elle a ensuite travaillĂ© pour l’expĂ©rience OPAL auprĂšs du LEP, puis pour la coordination Ă©lectronique de l’expĂ©rience ATLAS auprĂšs du LHC.

« Notre travail consistait Ă  observer la trajectoire des particules sur les photos prises Ă  l’intĂ©rieur des chambres Ă  bulles. L’examen de ces photos se faisait suivant des critĂšres Ă©tablis par les physiciens. Au dĂ©but, cette opĂ©ration s’effectuait manuellement, avec un crayon et une feuille de papier pour noter la position des interactions, comme sur une carte (A-3, B-4), et leur description (nombre de traces, dĂ©sintĂ©gration, ionisation, Ă©nergie
). Puis les appareils de mesure se sont perfectionnĂ©s, ils ont Ă©tĂ© reliĂ©s Ă  un ordinateur. Les donnĂ©es Ă©taient enregistrĂ©es et envoyĂ©es directement Ă  un programme de reconstruction, qui renvoyait un message demandant un complĂ©ment de mesure, des corrections, ou indiquant qu’il Ă©tait satisfait.

Le “scanning” fonctionnait 24 heures sur 24, car il y avait Ă©normĂ©ment de films Ă  dĂ©pouiller. De 7 heures Ă  22 heures, des opĂ©ratrices Ă©tudiaient les photographies, et de 22 heures Ă  7 heures du matin, des hommes, souvent Ă©tudiants par ailleurs, prenaient le relais. Les pĂ©riodes de travail ne duraient que quatre heures, car c’était trĂšs fatigant pour les yeux. Nous Ă©tions dans le noir complet, avec trois projecteurs pour Ă©clairer les films Ă  observer. Chaque Ă©vĂ©nement Ă©tait en effet analysĂ© sur trois vues diffĂ©rentes, par trois camĂ©ras. Nous pouvions scanner des centaines de photos par pĂ©riode de roulement. J’ai mĂȘme battu un record : 750 photos en quatre heures ! Les physiciens ont d’abord pensĂ© que c’était impossible, que j’avais dĂ» oublier des Ă©vĂ©nements intĂ©ressants. En rĂ©alitĂ© tout Ă©tait correct et ils ont Ă©tĂ© bien surpris !

C’était un travail de dĂ©tective. Il y avait toujours quelque chose Ă  apprendre. Le “scanning” nous a permis d’observer visuellement les particules Ă©lĂ©mentaires sur une table, grĂące aux traces qu’elles laissaient, et de dĂ©couvrir cette physique.

Participant toujours aux expĂ©riences dĂšs leur dĂ©but, je prenais part au dĂ©veloppement et Ă  la mise au point de nouveaux systĂšmes de mesure. Quand un systĂšme entrait en production, je passais Ă  une nouvelle expĂ©rience avec un nouveau systĂšme et une autre Ă©quipe. Enfin, j’apprĂ©ciais le contact avec les physiciens, les techniciens et la collaboration avec d’autres laboratoires. Nous Ă©tions jeunes et pleins d’enthousiasme. Nous travaillions beaucoup, mais nous savions nous amuser. C’était une bonne Ă©poque
 »

Regardez une « scanneuse » Ă  l’Ɠuvre dans cet extrait d’un documentaire sur la chambre Ă  bulles Gargamelle, qui fut en service de 1970 Ă  1976. (Video : CERN)

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Cet entretien est adaptĂ© du livre « Infiniment CERN » publiĂ© en 2004 Ă  l’occasion du 50e anniversaire du CERN.

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