Dernières nouvelles du LHC : de l'avance sur le programme

Apr 13, 2018

Le vérification à froid du LHC, durant laquelle tout l'équipement est actionné simultanément comme s'il y avait des faisceaux dans la machine, a été menée à bien avant le week-end de Pâques, avec beaucoup d'avance sur le planning. La réunion quotidienne tenue le matin du Vendredi Saint s'est achevée sur la conclusion que l'accélérateur était prêt pour l'injection de faisceaux, qui marque le début de la campagne de collisions de protons de 2018.

Dans les semaines précédant Pâques, les injecteurs ont été utilisés pour effectuer des réglages sur le faisceau de faible intensité à un seul paquet, afin qu'il soit prêt à être utilisé par le LHC. L'intensité des paquets était réglée à environ 5 x 109 protons (l'intensité nominale des paquets est d'environ 1,2 x 1011 protons). Le processus pour les premières injections consiste à injecter un seul paquet et à lui faire parcourir le premier secteur (environ 1/8 de la circonférence du LHC), après quoi il est absorbé par les collimateurs, qui sont plus resserrés que d'ordinaire. L'équipe Opérations mesure la trajectoire du paquet sur la longueur de l'arc et effectue les éventuels ajustements nécessaires, avant d'ouvrir les collimateurs pour l'injection suivante, au cours de laquelle le faisceau parcourt deux secteurs. Ce processus est réitéré jusqu'à ce que les paramètres aient été corrigés pour tous les secteurs et que la trajectoire du faisceau soit considérée comme satisfaisante. Ce vendredi, le faisceau 1 (sens horaire) a circulé à 12 h 17 et le faisceau 2 (sens antihoraire) a circulé seulement 20 minutes plus tard, ce qui représente une avance impressionnante de six jours par rapport au planning.

Une fois ces faisceaux en circulation, le véritable travail de mise en service des faisceaux a commencé. Le fonctionnement de l'instrumentation de faisceau a été contrôlé, les différents systèmes d'asservissement ajustés, l'optique mesurée et corrigée et les collimateurs alignés pour protéger la machine contre le risque de pertes de faisceau excessives en certains points, comme les aimants supraconducteurs. Tout cela peut être décrit en une seule phrase, mais, dans la réalité, de nombreuses équipes se sont succédées et un nombre considérable de spécialistes ont dû intervenir pour réaliser ce travail.

La mise en service initiale du faisceau se fait en l'absence de collisions. Les collisions devaient commencer, avec quelques paquets seulement, le lundi 23 avril. Cependant, étant donné les progrès plus rapides que prévu et le fait que seuls quelques problèmes mineurs, peu nombreux, ont été rencontrés, les premières collisions de deux faisceaux, chacune correspondant à deux paquets nominaux, ont eu lieu dans toutes les expériences à 11 h 13 le jeudi 12 avril.

Après ces premières collisions, il y aura une phase d'alternance entre mise en service et montée en intensité. Les étapes finales de la mise en service du faisceau seront effectuées en alternance avec des phases de collision fournies aux expériences, le nombre de paquets étant augmenté par étapes. Chaque étape suppose au moins 3 cycles et un temps de faisceau stable cumulé de 20 heures. Les experts évalueront alors les mesures prises sur les différents systèmes et donneront une approbation formelle pour passer à l'étape suivante. Là encore, le processus sera répété jusqu'à ce que le nombre maximum de paquets par faisceau (2 556) soit atteint.

Au cours de l'atelier sur la performance du LHC tenu à Chamonix, il a été convenu que les collisions à raison de 1 200 paquets par faisceau marqueraient le début de la prise de données effective. Si tout va bien, cette phase devrait commencer aux alentours du 4 mai – là encore, bien en avance sur le planning.

Mesure des deux traces de faisceau de basse intensité, résultant de la lumière synchrotron produite par les protons passant dans un fort champ magnétique (11 avril 2018) (Image : CERN)


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