La lumière dans un détecteur de particules se comporte comme une voix en montagne. Un seul cri – et l'écho se répète plusieurs fois, en s'affaiblissant à chaque réflexion. Il en va de même dans un détecteur de silicium : l'éclair authentique produit par une particule engendre de fausses lueurs qui brouillent les mesures.

Les photomultiplicateurs en silicium sont des matrices de minuscules cellules, chacune capable de détecter un photon unique. Mais après qu'une cellule a été déclenchée, des porteurs de charge restent piégés à l'intérieur. Ils sont libérés avec un retard et provoquent un signal parasite – l'afterpulse, c'est-à-dire la « post-impulsion ». C'est comme si une ampoule, après avoir clignoté, s'allumait à nouveau d'elle-même un instant plus tard, mais plus faiblement.

Les auteurs de l'étude ont assemblé un détecteur spécial où chaque cellule est lue individuellement. Un tel appareil permet d'observer chaque fausse lueur séparément, même après une forte irradiation. Ils ont développé trois méthodes d'analyse indépendantes : l'une repose sur la mesure de la charge, les deux autres sur la décomposition du signal en composantes et la détermination précise des instants des fausses lueurs. Toutes les méthodes ont été validées par simulation informatique.

Trois échantillons ont été mesurés : un neuf et deux irradiés par des neutrons dans un réacteur nucléaire. Il s'est avéré que la probabilité d'une fausse lueur ne dépasse pas 6 %, et que son temps d'extinction est inférieur à 10 nanosecondes. Et surtout : l'irradiation ne modifie presque pas ces paramètres. Le détecteur reste fiable même après une exposition sévère aux radiations.

C'est important pour les futures expériences dans les accélérateurs et dans l'espace, où les détecteurs travaillent pendant des années sous un bombardement de particules. Si les faux échos sont prévisibles et rares, on peut les soustraire des données – et voir les vrais signaux sans interférences.