Le PS Booster fête ses 40 ans
Plusieurs accélérateurs du CERN ont fêté un anniversaire important dernièrement : 50 ans de bons et loyaux services pour le Synchrotron à protons (PS) en 2009 et 35 ans pour le SPS en 2011. Cette année, c’est au tour du Booster du PS (PSB) de célébrer son 40e anniversaire. Conçue à l’origine pour accélérer un faisceau de 1013 protons à une énergie de 800 MeV, la machine a largement dépassé sa performance nominale au fil des ans.
Le PS Booster dans les années 1970.
Imaginez plutôt : un groupe de physiciens des accélérateurs, les yeux rivés sur un écran de contrôle. Soudain, un signal lumineux traverse l’écran et c’est l’explosion de joie. Cette scène vous rappelle quelque chose ? Nous sommes le 26 mai 1972, les cheveux sont plus longs, les pantalons plus larges, et un faisceau est injecté dans le PSB pour la première fois. « L’effervescence était à son comble, se souvient Heribert Koziol, alors président du groupe chargé de la mise en marche du PSB. Nous étions tellement contents, et aussi un peu soulagés, de voir le faisceau accomplir son premier un tour. »
La machine, qui était alors placée sous la responsabilité de la Division Synchrotron injecteur, représentée par Giorgio Brianti et son adjoint Helmut Reich, avait pour mission de faire augmenter d’un facteur 10 l’intensité du faisceau injecté dans le PS. Aujourd’hui, le PSB est toujours unique en son genre : quatre anneaux synchrotron superposés, dans lesquels le faisceau du Linac est progressivement réparti. Les quatre faisceaux sont ensuite accélérés, puis recombinés après extraction avant d’être redirigés vers le PS.
Avant la construction du PSB, les protons étaient accélérés à une énergie de 50 MeV, puis injectés directement dans le PS où ils étaient accélérés à 26 GeV. La création du PSB a permis d’atteindre une accélération de 800 MeV avant l’injection dans le PS. Grâce à cette énergie plus élevée à l’injection, le PS pourrait dorénavant recevoir dix fois plus de protons et en faire profiter les expériences et les machines dépendantes de ses faisceaux.
« En 1974, nous avions atteint l’intensité nominale de 1013 protons par impulsion », souligne Karlheinz Schindl, membre de l’équipe d’origine, devenu par la suite responsable du groupe chargé de l’exploitation du PSB et de sa préparation pour les besoins du LHC.
Le PS Booster en 2012. Les caissons autour des 4 anneaux du PS Booster (non visibles) contiennent les aimants : les verts contiennent des dipôles, et les oranges, des quadrupôles.
Depuis lors, le PSB n’a fait que gagner en puissance au fil des améliorations successives, jusqu’à atteindre en 1980 une intensité quatre fois supérieure à son intensité nominale. Il est également devenu extrêmement polyvalent, adaptant la structure et la qualité de ses faisceaux de protons pour aussi bien alimenter ISOLDE, son unique utilisateur direct, que le PS, les faisceaux étant ensuite exploités par toutes les autres installations de protons du CERN, y compris le LHC. À présent, il est aussi capable d’accélérer tous les types d'ions.
« Les aimants sont à peu près tout ce qu'il reste de l’installation d’origine, indique Klaus Hanke, aujourd’hui responsable de l’exploitation et de l’amélioration du PSB. En ce moment, nous préparons la prochaine grande amélioration. Après avoir fait passer l’énergie de la machine de 800 MeV à 1 GeV, puis à 1,4 GeV, il s’agit d’atteindre un niveau de 2 GeV. Nous avons l’intention d’exploiter le PSB pendant toute la durée de vie du LHC. »
Pour marquer ce quarantième anniversaire, l’équipe du PSB prévoit d’organiser un colloque à l’automne et de publier un article dans le CERN Courier. En attendant, nous pouvons tous souffler une bougie imaginaire en l’honneur du PSB et lui souhaiter encore de belles réussites pour la décennie à venir.
