DÉTECTION ET IDENTIFICATION DES PARTICULES PAR EFFET CERENKOV DANS LES AÉROGELS DE SILICE

Résumé
Les détecteurs Cerenkov sont largement utilisés en physique des hautes énergies et en astrophysique nucléaire pour identifier la charge et mesurer la vitesse des particules qui les traversent. Une bonne résolution en vitesse n'est obtenue qu'au voisinage du seuil Cerenkov, qui dépend directement de l'indice de réfraction du matériau radiateur. D'où l'intérêt de disposer de matériaux d'indices variés. L'aérogel de silice permet de couvrir une gamme d'indices comprise entre 1,015 et 1,2, domaine intermédiaire entre les indices des gaz et des liquides. Les échantillons les plus souvent réalisés jusqu'ici sont des blocs hexagonaux d'indice de réfraction 1,06 et de masse spécifique 0,24 g/cm³. Des blocs d'un litre de volume ont été assemblés pour former des mosaïques et constituer ainsi des radiateurs Cerenkov de grande dimension. Pour des indices de réfraction plus faibles, 1,015 par exemple, le matériau devient trop fragile et on a été amené à utiliser un sable d'aérogel constitué de grains calibrés. Des radiateurs des deux types-blocs et sable sont utilisés dans l'expérience franco-danoise en préparation pour le satellite HEAO-C de la NASA, qui doit être lancé en juillet 1979.

Abstract
Cerenkov counters are largely used in high energy physics and in nuclear astrophysics to identify the charge of high energy particles and to measure their velocity. Good velocity resolution is obtained only near the Cerenkov threshold, which is directly dependent on the refractive index of the radiator. It is therefore very important to dispose of materials of various refractive indices. The silica aerogel allows to cover a range of indices between 1.015 and 1.2 which is intermediate between the indices given by gas and liquids. The samples most often built until now are hexagonal blocks of 1.06 refractive index and 0.24 g/cm³ density. Blocks of one liter in volume have been assembled to form a mosaic of large dimension. For lower refractive indices, 1.015 for instance, the material becomes too brittle. So we have been led to use an aerogel sand made of aerogel grains of controlled granulometry. Radiators of both types -blocks and sand are used in the franco-danish experiment to be launched aboard the NASA satellite HEAO-C in July 1979.