MESA à Mayence : Progrès dans la prochaine grande aventure de la physique !

MESA à Mayence : Progrès dans la prochaine grande aventure de la physique !

La construction de l'accélérateur de particules à récupération d'énergie MESA (Mainz Energy-recovery Accelerator) à l'Université Johannes Gutenberg de Mayence (JGU) prend forme. Le 10 avril 2025, une chambre à vide de plus de 3 tonnes a été livrée, cruciale pour les projets de recherche en cours. Cette livraison fait suite à l'installation d'un aimant supraconducteur de 21 tonnes en novembre 2024, démontrant encore une fois l'avancée du projet. MESA fait non seulement partie du Mayence Cluster of Excellence PRISMA+, mais ouvre également de nouvelles possibilités dans la recherche fondamentale en physique.

L'un des objectifs centraux de MESA sont les deux expériences principales, MAGIX et P2, qui visent à contribuer à la recherche de ce que l'on appelle la « nouvelle physique ». L'objectif de l'expérience P2 est la mesure précise de l'angle de mélange faible afin de clarifier des questions ouvertes en physique des particules élémentaires. La nouvelle chambre à vide a une longueur impressionnante de 7 mètres et un diamètre de 2,4 mètres, soit un volume de 32 mètres cubes. Cette condition est importante car la chambre crée le vide nécessaire à la cellule cible, qui doit fonctionner à des températures extrêmement basses, d'environ -257 degrés Celsius.

Défis et solutions technologiques

L'hydrogène liquide est stocké dans cette cellule cible dont le volume est d'environ 70 litres. Le vide de la chambre sert non seulement d'isolation, mais garantit également que la chaleur générée par le faisceau d'électrons sur la cellule cible est efficacement dissipée par un refroidisseur à hélium. La chambre à vide contient également un détecteur de pixels en silicium dans la partie arrière qui mesure l'impulsion des électrons. Une particularité est la fenêtre à vide, en résine époxy renforcée de fibres de carbone, qui est fixée entre les parties avant et arrière de la chambre.

La chambre à vide elle-même est constituée d'un alliage d'aluminium à haute résistance, équipé de joints métalliques spéciaux pour garantir une résistance élevée aux radiations. Il a été conçu pour s’insérer dans l’aimant supraconducteur, ce qui signifie que sa forme doit être très ronde.

Financement et autres étapes

Les travaux de développement de l'expérience P2 ont bénéficié du financement du pôle d'excellence PRISMA+ et du programme d'équipement à grande échelle de la Fondation allemande pour la recherche (DFG). Dans le même temps, le développement des technologies utilisées dans des projets tels que MESA progresse également grâce à des collaborations internationales. Un exemple est le collisionneur linéaire international (ILC), qui s'appuie sur la technologie des accélérateurs supraconducteurs, qui offre des avantages tels que de faibles pertes de puissance et une haute qualité des faisceaux de particules. Ces technologies ont été développées par des institutions telles que DESY et la collaboration technologique TESLA depuis les années 1990 et constituent une base précieuse pour les développements actuels à Mayence.

Dans l’ensemble, MESA est un exemple exceptionnel de physique des particules moderne, à la pointe des avancées technologiques de ces dernières années et permettant la recherche universitaire au niveau international.