Les ions frappent à la porte du LHC

Moins de 24 heures avant l’arrêt annuel des accélérateurs, les équipes du I-LHC ont envoyé un faisceau d’ions de plomb vers le LHC.

Image numérisée du faisceau d’ions extrait du SPS dans la ligne de transfert TT60, lundi 12 novembre, à 17h.

Il planait comme un air de liesse dans le Centre de contrôle du CERN (CCC), lundi 12 novembre, en fin d’après-midi. Quelques heures à peine avant l’arrêt annuel des accélérateurs, les équipes du I-LHC ont pu voir apparaître sur leurs écrans de contrôle un faisceau d’ions de plomb envoyé du SPS aux portes du LHC. Pour la première fois, le faisceau était extrait dans une zone toute proche du LHC : la ligne de transfert TT60. « C’est une nouvelle étape importante pour la mise en service de la chaîne d’injection d’ions lourds », commente Django Manglunki, responsable de l’opération.

Après l’effort, le réconfort d’une partie des équipes ayant contribué à la réussite de cette opération.

Depuis l’installation du LEIR (l’Anneau d’ions de basse énergie), en 2005, le projet I-LHC piloté par Stéphan Maury concentre toute son énergie sur la chaîne d’injecteurs afin de fournir, dans des conditions optimales, des faisceaux d’ions au LHC. L’année dernière à la même époque, les ions accumulés dans LEIR et envoyés dans le PS avaient ainsi pu, pour la première fois, être éjectés jusqu’à la porte du SPS. Avec cette nouvelle étape, les équipes se rapprochent encore du but : faire circuler les ions lourds dans le LHC pour y produire des collisions.

Le suspens était monté crescendo, ces dernières semaines. Début septembre, les ions avaient bien été injectés dans le SPS. Après de nombreux réglages et études spécifiques, le faisceau avait été accéléré en vue de son extraction sur l’une des deux lignes de transfert entre le SPS et le LHC. Mais des problèmes techniques sont apparus, dont une fuite de vide détectée dans le PS, début novembre. Cette dernière, en augmentant les pertes, a occasionné une diminution de l’intensité des ions, menaçant la réussite de l’opération. À la faveur d’une montée en charge à 20 millions d’ions par paquet, le faisceau tant attendu a finalement surgi vers 17 h, sur les écrans de la salle de contrôle : un tout petit point bleuté au halo brillant d’à peine 1mm de diamètre.

Il s’agit d’une belle récompense pour l’ensemble des acteurs de cette opération dont le résultat positif est le fruit d’une étroite collaboration entre de nombreuses équipes (Linac 3, LEIR, PS, SPS, Radiofréquence, transfert de faisceau…). « Nous n’en sommes pas encore au stade de remplir le LHC, mais nous avons des raisons d’être satisfaits, même s’il reste encore du chemin à parcourir et de nombreuses études et réglages à réaliser », reconnaît Django Manglunki.

L’étape suivante consistera à peaufiner et à optimiser ce faisceau pour atteindre l’intensité nominale de 100 millions d’ions par paquet, cinq fois plus élevée que celle obtenue récemment, afin de pouvoir l’injecter dans le LHC et de provoquer les collisions attendues.