EMCal est une section de tonneau couvrant 110° d’arc comme le montre la partie gauche de la figure 2. Il est composé de 11 SuperModules dont chacun est lui-même composé de 288 modules distincts. Dans cette géométrie, chacun de ces modules comprend 4 tours mesurant séparément l’énergie ce qui conduit à 12 672 canaux électroniques individuels. Chaque tour est un empilement de 77 couches alternées de plomb (1.44 mm) et de scintillateur (1.76 mm), correspondant à 20 longueurs de radiation. Les modules sont compressés à une pression de 1.2 kg/cm2. Pour résumer, 4 tours constituent un module. 12 modules sont alignés afin de constituer un StripModule et 24 StripModules vont ensuite être assemblés pour former un SuperModule. Les divers éléments sont représentés sur les figures ci-dessous.

La lumière de scintillation de chaque tour est transportée par des fibres optiques jusqu’à un petit diffuseur optique puis à une photodiode à avalanche (APD). Un préamplificateur de charges est intégré directement sur chacun de ces APD. Après la mise en forme, chaque signal APD est échantillonné 4 à 5 fois dans un flash ADC et transmis au travers d’une unité de contrôle de lecture (RCU – Readout Control Unit) à l’acquisition des données. En parallèle, un processeur de déclenchement (TRU – Trigger Readout unit) somme les signaux des tours pour le déclenchement d’un événement électromagnétique.

 

 

4 modules de 4 tours en cours d'assemblage

L’intégration du système comprend l’assemblage et l’installation de toutes les structures mécaniques, l’assemblage de tous les modules et SuperModules, l’installation de tous les SuperModules dans ALICE et l’installation, la configuration, l’assemblage et les tests de l’électronique et des connexions de la chaîne de lecture sur le site de ALICE.

Les performances d’un prototype ont été étudiées lors d’un test sous faisceau en novembre 2005 auprès du Fermi National Accelerator Laboratory. Le dispositif a été testé à l’aide de faisceaux d’électrons de 4 à 66 GeV/c avec les cartes de lecture d’électronique, qui seront utilisés dans la version finale. Le signal lumineux obtenue de 4.4 p.e./MeV est légèrement supérieur à celui qui était prédit par la simulation, ce qui donne une marge de sécurité. De plus la résolution en énergie de l’ordre de est en accord avec la simulation et adaptée aux besoins de la physique.

La mesure en énergie des jets utilise le système de reconstruction de trajectoires d’ALICE pour la partie hadronique et le calorimètre EMCal pour la partie électromagnétique. La résolution en énergie qu’il est possible d’atteindre dépend aussi d’autres facteurs comme la définition du cône d’acceptance du signal ou encore la limite inférieure en énergie des particules chargées en particulier pour la réjection du bruit de fond. Des simulations montrent que des résolutions de l’ordre de 25 à 30% peuvent être obtenues pour des jets de 100 GeV. L’utilisation conjointe du système de trajectographie et de EMCal permet de reconstruire environ 90% de l’énergie du jet, contre 50% sans EMCal pour un jet de 100 GeV.