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Un faisceau de particules chargées ressemble à un jet d'eau sortant d'un tuyau : il peut être étroit ou diffus, régulier ou incurvé. Pour savoir précisément où vont les particules, il faut un écran sensible. Dans l'expérience WISArD sur l'accélérateur ISOLDE au CERN, cet écran est un détecteur compact à base de galettes de microcanaux.

L'appareil, de la taille d'une paume, est placé dans un champ magnétique de 4 teslas — soit des centaines de milliers de fois plus intense que le champ terrestre. L'aimant courbe les trajectoires des particules, et les instruments de mesure classiques se mettent à mentir dans ces conditions. Le nouveau détecteur, lui, ne craint pas le champ : il enregistre le point d'impact de chaque ion avec une précision de quelques fractions de millimètre. Pour cela, il a fallu corriger les distorsions dues à la forme carrée de l'anode sensible — comme si une photo posée sur un coussin s'étirait dans les coins.

Pourquoi une telle précision ? Dans WISArD, on étudie la désintégration bêta des noyaux d'argon-32 — une façon de sonder l'interaction faible, qui régit les transformations des particules. En analysant la forme du faisceau, les scientifiques reconstituent l'angle selon lequel l'électron et le neutrino s'éloignent après la désintégration. Si cet angle diffère ne serait-ce que légèrement de la prédiction, cela signifie que de nouvelles forces, non décrites par le modèle standard, entrent en jeu. Le nouveau détecteur permettra de mesurer cet angle avec une incertitude de 0,1 % — assez pour remarquer même un faible indice de nouvelle physique.

Le champ magnétique de 4 teslas ne gêne pas l'appareil, il l'aide : il sépare les particules d'énergies différentes, et le point d'impact renseigne sur leur impulsion. C'est comme un jet d'eau qui, en frappant une grille, se divise en gouttes distinctes.

Résumé original

tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2602.12964

We present the development and characterization of a compact low-energy ion beam diagnostic for the WISArD (Weak Interaction Studies with $$\mathrm{^{32}Ar}$$ Decay) experiment at ISOLDE/CERN. The microchannel plate (MCP) detector, which is configured in a Z-stack and has a resistive position sensitive anode, was tested with both stable and radioactive beams. This work focuses on the image reconstruction method, which corrects the pincushion distortion inherent to the square-shaped resistive anode, and investigates the influence of the magnetic field on the detector performance. Our results demonstrate that the detector achieves beam profile measurements with sub-millimeter accuracy, while coping with the spatial and high-magnetic field (4 T) constraints of the experiment. These capabilities meet the precision requirements of the WISArD experiment for extracting the modified beta-neutrino angular correlation coefficient, \~a$$_{\beta u}$$, with an uncertainty of 0.1%.