Dernières nouvelles du LHC : des faisceaux fraîchement pressés !

Après une validation minutieuse des nouveaux paramètres de la machine, le LHC était prêt à fonctionner avec une luminosité plus élevée.  De nouveaux records de luminosité ont été établis, mais les équipes doivent encore jongler avec la disponibilité de la machine.

La mise en œuvre de la compression avec une valeur β* de 1 m pour ATLAS et CMS, décrite dans la dernière édition du Bulletin, a duré jusqu’au mercredi 7 septembre. Pour pouvoir valider la nouvelle configuration, les équipes ont provoqué des pertes de faisceau maîtrisées avec des faisceaux de faible intensité. On appelle « cartographie de pertes » la répartition, tout autour de la machine, des pertes de faisceau provoquées lors de ces tests. Les cartographies obtenues ont montré que le système de collimation permet de rattraper la grande majorité des pertes de faisceau, et que la machine était prête pour une augmentation du nombre de paquets jusqu’à son niveau précédent, et pour le passage à l’exploitation pour la physique.

Le relèvement du nombre de paquets s’est déroulé sans problème, en quatre temps : 264, 480, 912 et enfin 1380 paquets (vendredi 9 septembre), soit le précédent record de la machine. La compression à β* = 1 m a été payante puisqu’elle a permis, comme prévu, de relever la luminosité de 50 %. Après une augmentation progressive de l’intensité des paquets, la luminosité de crête a atteint la valeur impressionnante de 3,3x10³³ cm^-2s^-1, ce qui représente un tiers de la luminosité nominale, produite à la moitié de l’énergie nominale et avec la moitié du nombre nominal de paquets, et cela sans que la compression maximale ait été atteinte (la valeur β* nominale à pleine énergie est 0,55 m). On doit ce résultat à l’excellente qualité de faisceau fournie par les injecteurs, qui alimentent le LHC en paquets de faible dimension transversale, avec un nombre de protons par paquet supérieur à la valeur nominale.

Par ailleurs, le potentiel de luminosité intégrée de la machine a été démontré puisqu’un cycle d’exploitation a permis de fournir à ATLAS et CMS 115 pb^-1 en 17 heures environ. Le LHC reste toutefois une machine très complexe, fonctionnant avec des faisceaux d’intensité élevée, et l'équipe chargée de l'exploitation continue à se heurter à des problèmes liés à la disponibilité de la machine. La luminosité intégrée totale pour l’année avoisine à présent les 3,4 fb^-1 pour ATLAS et CMS, et 0,88 fb^-1 pour LHCb, sachant qu’il reste encore 5 semaines d’exploitation avec protons en 2011.

par Mike Lamont for the LHC Team