Les accélérateurs du CERN à l'aube d'un nouveau mandat

Le faisceau circule à nouveau dans les injecteurs, après un effort remarquable fourni au cours du deuxième long arrêt, dans des circonstances difficiles. Le Linac 4 est maintenant pleinement opérationnel et fournit en faisceaux les accélérateurs situés en aval. L'amélioration des injecteurs du LHC (LIU) a permis de doter les injecteurs de nombreux systèmes et perfectionnements supplémentaires et les avantages de ces ajouts sont déjà visibles dans plusieurs avancées d'importance : l'injection de H- avec échange de charge dans le Booster et l'injection à 2 GeV dans le PS. Une nouvelle étape sera franchie avec le redémarrage du SPS, le nouveau système d'alimentation des cavités RF, différents dispositifs de protection et de nombreuses autres mesures qui ouvrent la voie à la fourniture des faisceaux de protons et d'ions requis pour le LHC à haute luminosité (HL-LHC).

Ces réalisations sont l'aboutissement de plus d'une décennie de travaux de développement de matériel, de mise au point de prototypes, d'études sur la physique des accélérateurs, de simulations, de développement de systèmes de contrôle-commande, de construction, d'achats, de planification, d'installation, de mise en service et de tests de matériel. Elles constituent véritablement un exploit, témoignant du dévouement et du professionnalisme des équipes, et du déploiement d'une expertise technique dans la conception, la construction et l'exploitation des systèmes. Elles sont une démonstration éclatante de la maîtrise d'un dispositif technique de grande ampleur et d'un haut niveau de complexité. Comme peuvent en témoigner toutes les personnes qui ont participé à ces efforts, ce n'est pas facile, cela prend du temps, et cela nécessite de la collaboration.

J'ai évoqué ici le Linac 4, le Booster et le PS, mais on pourrait parler également du SPS, de l'anneau ELENA pour l'AD, d'ISOLDE, de n_TOF, de la zone Nord et, naturellement, du LHC proprement dit, qui a fait l'objet de grands programmes d'amélioration, de maintenance et de consolidation. Nous pouvons ainsi envisager avec confiance le relèvement du champ magnétique à 7 TeV pour les dipôles principaux et une troisième période d'exploitation riche de promesses. Retrouver une exploitation complète de l'ensemble du complexe, pouvoir à nouveau livrer régulièrement des faisceaux à la grande communauté des utilisateurs, voilà de quoi redonner du tonus après la pandémie.

Avec le HL-LHC, le CERN s'efforce de couvrir les limites du territoire des hautes énergies à moyen terme, et ce faisant il prolonge de près de deux décennies la durée de vie du LHC.. Les 18 lots de travaux du projet HL-LHC requièrent des compétences spécialisées sur l'ensemble du secteur, et en dehors du secteur ; les innovations technologiques sont extrêmement diverses, dans tous les domaines : collimation, cavités-crabe, alimentation froide et cryogénie, notamment. Parmi les composants essentiels figurent les quadripôles des triplets internes. Les triplets existants ont une durée de vie limitée en raison du haut niveau de rayonnement auxquels ils sont exposés du fait des débris de luminosité. Pour leur remplacement, on a recouru à une solution innovante, développée à la fois au CERN et aux États-Unis : l'utilisation du niobium-3 étain (Nb3Sn). Toutes les étapes de la mise au point de cette technologie – R&D, réalisation de prototypes puis production en série – ont eu lieu au cours de la dernière décennie.

La mise à jour de la stratégie européenne pour la physique des particules nous a donné pour mission d'explorer les options stratégiques à long terme concernant les accélérateurs, et de réaliser la R&D associée sur les accélérateurs. C'est là un programme très vaste, couvrant une étude de faisabilité du FCC, un ambitieux programme sur les aimants à champ élevé pour le long terme, une étude internationale sur les collisionneurs de muons, et la poursuite du développement de la technologie d'accélérateur CLIC et d'autres structures d'accélération à gradient élevé. AWAKE reste le projet phare du CERN dans le domaine de l'accélération par champ de sillage dans le plasma, et le programme de physique hors collisionneurs continuera à explorer et développer des possibilités d'innovation. L'exécution du programme supposera une gestion avisée des ressources et une collaboration renforcée avec nos partenaires à travers le monde.

Il est difficile, en quelques lignes, de rendre justice à la grande diversité des capacités techniques présentes au sein du secteur Accélérateurs et technologie (ATS). La compréhension en profondeur des systèmes, l'expérience, l'expertise, l'innovation, les infrastructures, la capacité de production, autant d'atouts dont dispose le secteur, et qui se traduisent par un réseau mondial très riche de collaborations avec les instituts et l'industrie. À l'heure d'une prise de conscience accrue de l'importance de la durabilité et des  impacts sociétaux, nous continuerons à intégrer ces éléments à notre mission. La période est stimulante et pleine de défis pour nos équipes. C'est un honneur pour moi que d'être appelé à diriger le secteur ATS au cours des cinq années à venir.

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