Située à proximité de l'aéroport de Genève, LHCb est l'une des quatre grandes expériences auprès du Grand collisionneur de hadrons (LHC) du CERN. Consacrée à l'étude des quarks b, l'expérience utilise plusieurs détecteurs placés les uns à la suite des autres pour étudier les traces des particules émises à de petits angles par rapport à la ligne de faisceau, à l’avant du détecteur. Le trajectographe externe est l'un de ces détecteurs ; durant le deuxième long arrêt (LS2), il a été remplacé par un nouveau dispositif à base de fibres scintillantes, le SciFi. De par sa granularité plus fine, ce détecteur permet d’obtenir avec une résolution spatiale plus élevée.
Bien qu'ayant été utilisé pendant une décennie, le trajectographe externe est encore en bon état et fonctionne parfaitement. Après avoir parlé du module de détection de rechange lors d'une conférence avec des collègues du GSI (Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung), la collaboration LHCb a décidé d'en faire don à l'expérience PANDA (antiProton ANnihilation at DArmstadt), auprès de l'installation FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research), en cours de construction au GSI.
Il y retrouvera en partie sa fonction initiale, à savoir suivre les traces des plus petits constituants de la matière. À l'aide des accélérateurs de FAIR, des faisceaux d'antiprotons seront produits et stockés, puis envoyés sur des cibles fixes (par exemple, de l'hydrogène) à l'intérieur du détecteur PANDA. Comme cela se produira à des énergies plus faibles, le trajectographe externe pourra détecter les hadrons légers produits lors des collisions. La spectroscopie hadronique étant un domaine où se rejoignent les objectifs de physique de LHCb et de PANDA, les deux expériences seront à même de collecter des données complémentaires, qui pourront ensuite être analysées et comparées. Le trajectographe sera également utilisé par des étudiants et de jeunes chercheurs dans le cadre de projets de R&D, ainsi que pour des activités de communication destinées aux écoles et au grand public.
Transporter le trajectographe n'a pas été une mince affaire. Une fois à l'intérieur de son cadre de transport, le détecteur mesure 7 mètres de long, 3,5 m de large et 5,5 m de haut. De plus, il pèse 24 tonnes. En 2018, lorsque les opérations de désassemblage ont commencé, le trajectographe externe a été entièrement démonté, placé dans un cadre de transport spécialement conçu à cet effet, puis extrait de la caverne de LHCb. Il a ensuite été transporté jusqu'à un hall de stockage au CERN, puis, plus récemment à Sergy, en France, pour les procédures de libération, et enfin de nouveau à LHCb à Meyrin, en Suisse, où il a été préparé en vue d'être expédié. Hissé par des grues sur un camion, le détecteur a commencé son voyage depuis le CERN jusqu'à GSI/FAIR. Arrivé près de Colmar, en France, il a été chargé sur un bateau pour un voyage de plusieurs jours sur le Rhin. À Gernsheim, en Allemagne, un autre camion a récupéré le trajectographe, avant de le mener à bon port à GSI/FAIR à Darmstadt, où une nouvelle vie l'attend. Plus d'informations sur le site web du LHCb ici.
Ce don a été possible grâce à une étroite coopération logistique et technique entre plusieurs personnes du CERN et du GSI/FAIR, en particulier Niels Tuning (LHCb, Nikhef/CERN) et Anastasios Belias (PANDA, GSI/FAIR), et aux efforts déployés pour donner une deuxième vie à ce magnifique instrument. Ce don a été fait avec l’accord des groupes de LHCb qui ont construit et fait fonctionner le trajectographe externe, à savoir :
- l'Institut national de physique subatomique Nikhef, aux Pays-Bas ;
- l'Institut de physique de l'Université de Heidelberg, en Allemagne ;
- le centre national de recherche nucléaire de Varsovie, en Pologne ;
- l'Institut de physique nucléaire Henryk Niewodniczanski, Académie des sciences de Pologne, à Cracovie, en Pologne ;
- l'Université technique de Dortmund, en Allemagne