Performances

Le trajectographe joue un rôle essentiel puisque recueillant les premières informations sur l'interaction. Il doit aussi permettre une reconstruction très précise de la trajectoire des particules afin de pouvoir déterminer leur impulsion ainsi que la position des vertex d'où proviennent ces particules. Par exemple, dans le cadre de l'étude de la physique du B au LHC, la désintégration $B^0_d \rightarrow J/\psi K^0_s \rightarrow \mu \mu \pi \pi$ permet d'effectuer une mesure du paramètre $sin 2\beta$ du triangle de l'unitarité, paramètre d'asymétrie traduisant la violation de CP ( $sin 2\beta > 0$). L'erreur sur les masses invariantes de cette désintégration dépend fortement de la précision sur la mesure de l'impulsion dans le cadre de la reconstruction complète qui tient compte de la géométrie du détecteur, des zones mortes. Mais compte tenu de la grande multiplicité des traces, on ne reconstruira que les traces des particules d'impulsion transverse supérieure à $0,7$ $GeV/c$. Pour remplir toutes ces conditions efficacement, les détecteurs doivent satisfaire aux exigences suivantes :

• une efficacité de reconstruction supérieure à 95 % pour les traces isolées avec une grande impulsion transverse ($p_T$) et supérieure à $90 \%$ pour les traces à grand $P_T$ dans un jet;
• une résolution sur l'impulsion pour les leptons isolés dans la région centrale de
  $\frac{\Delta p_T}{p_T} = 0,5 \%p_T$ avec $p_T$ en $GeV$ (avec une erreur attendue sur l'alignement des détecteurs inférieure à $15$ $\mu m$);

  Figure: La résolution obtenue par le trajectographe sur l'impulsion des leptons isolés en fonction de $\eta$, pour des muons de $p_T$=1, 10 et 100 GeV.

  

• une résolution sur le paramètre d'impact$^($⁷$^)$ de $35$ $\mu m$ dans le plan transverse$^($⁸$^)$ et de $75$ $\mu m$ dans la direction z$^($⁹$^)$.

  Figure: La résolution obtenue par le trajectographe pour le paramètre d'impact transverse (dans le plan perpendiculaire au faisceau) en fonction de $\eta$, pour des muons de $p_T$=1, 10 et 100 GeV.

  

  Figure: La résolution obtenue par le trajectographe pour le paramètre d'impact longitudinal (parallèle à l'axe du faisceau) en fonction de $\eta$, pour des muons de $p_T$=1, 10 et 100 GeV.

  

D'autre part, le trajectographe ne doit pas contenir trop de matière sous peine de dégrader les performances des calorimètres et notamment la résolution en énergie du calorimètre électromagnétique. En effet, compte tenu de la faible section efficace de désintégration du boson de Higgs en deux photons, la conversion des photons ne doit pas dépasser 50% (figure ).

Figure: Longueur de radiation dans le trajectographe en fonction des différents éléments du trajectographe.