Quelques définitions

La précision

La précision est définie comme l'écart entre la vraie valeur et la valeur mesurée. La précision d'un détecteur est la distance entre la position où la particule passe réellement et celle où elle est reconstruite.

La granularité

La granularité est la segmentation spatiale du détecteur, c'est-à-dire à la résolution minimale d'un hit$^($⁴$^)$ et correspond, par exemple, au nombre de cristaux par unité de surface dans le calorimètre électromagnétique.

L'herméticité

L'herméticité est définie comme la capacité à détecter une particule et elle est d'autant plus grande que la zone morte est faible. Une zone morte est définie comme le lieu où une particule mesurable peut passer sans être détectée. Un calorimètre hermétique permet la mesure de l'énergie dans toutes les directions et permet ainsi de déterminer l'énergie manquante due à un neutrino.

L'uniformité

L'uniformité est la similitude de réponse d'un détecteur pour le passage d'une particule identique. Par exemple, la réponse de chaque cristal du calorimètre électromagnétique doit être calibrée pour une réponse identique au passage d'une particule identique.

La longueur de radiation

La longueur de radiation d'un matériau (en g/cm$^2$) est définie comme la distance pour laquelle l'énergie de l'électron est réduite d'un facteur 1/e par perte radiative.

Le libre parcours moyen

Le libre parcours moyen dans un milieu donné est la distance moyenne parcourue par une particule entre deux interactions.

La longueur d'interaction

La longueur d'interaction dans un milieu donné est le libre parcours moyen d'une particule avant de subir une interaction qui ne soit ni élastique ni quasiélastique (diffractif), habituellement désignée par $\lambda$.

L'angle azimutal $\phi$

Dans le système de coordonnées standard de CMS, l'axe $z$ est confondu avec l'axe du faisceau, l'axe $x$ pointe vers le centre du LHC et l'axe $y$ vers le haut. Etant donné la géométrie cylindrique du détecteur CMS autour de l'axe $z$, on se repérera en coordonnées cylindriques ( $r = \sqrt{x^2+y^2}$, $\phi$, $z$).

Figure: Coupe transversale du détecteur CMS et définition de l'angle azimutal.

La pseudorapidité

La pseudorapidité $\eta$ est une variable sans unité fréquemment utilisée pour décrire les caractéristiques géométriques d'une particule. Elle est définie par :

$$\eta = \frac{1}{2} ln(\frac{p+p_z}{p-p_z}) = - ln(tan[\frac{\theta}{2}])$$

où $\theta$ est l'angle polaire mesuré à partir de l'axe $z$ positif, $p$ et $p_z$ étant respectivement l'impulsion totale de la particule et sa projection sur l'axe $z$ ( $\vec{p_z}=\vec{p} cos \theta$). Les limites en pseudorapidité $\eta$ dans le détecteur CMS sont indiquées sur la figure .

Figure: Coupe longitudinale du détecteur CMS et différentes valeurs en pseudo-rapidité.