Dernières nouvelles du LHC : à son meilleur niveau

LHCb est une expérience particulière : le nombre d’événements que le détecteur est capable de prendre en charge par croisement de paquets est limité. En conséquence, la luminosité maximale obtenue par l’expérience en 2012 avoisine les 4 x 1032 cm-2s-1, alors que celle d’ATLAS et de CMS est de l’ordre de 7,7 x 1033 cm-2s-1. Or LHCb souhaite accumuler le plus de luminosité possible.

 

Pour répondre aux exigences de LHCb, les équipes ont recours à une technique de nivellement de la luminosité. Elles paramètrent la machine de façon à obtenir une luminosité de crête bien supérieure à la valeur maximale requise dans le cas d’une collision frontale des faisceaux au point d’interaction de LHCb. La luminosité de crête est ensuite ramenée à la valeur maximale requise en séparant transversalement les deux faisceaux au point d'interaction. L’intensité des faisceaux diminuant durant un cycle de collisions, il est possible de réadapter les paramètres des faisceaux pour augmenter à nouveau progressivement la luminosité, de manière à ce que le taux de collisions reste constant tout au long du cycle.

Dans la pratique, lorsque le LHC fait entrer en collision les faisceaux dans LHCb, la luminosité de départ est bien inférieure au niveau demandé par LHCb. Un système semi-automatique permet alors à LHCb de transmettre des instructions au système de contrôle du LHC afin de rapprocher doucement les faisceaux l’un de l’autre. Tout ajustement des paramètres de correction dans le but d’adapter la luminosité doit être confirmé par l’équipe d’exploitation du LHC. Pour informer l’équipe de toute nouvelle demande concernant le LHC, une personne est chargée de transmettre de vive voix un message. Ainsi l’on peut entendre maintenant fréquemment dans la salle de contrôle l’annonce suivante : « Luminosity leveling requested by LHCb » (nivellement de la luminosité demandé par LHCb).

En 2012, l’acquisition de données de LHCb a été caractérisée par une configuration stable du déclenchement, ainsi que par une acquisition très stable avec une luminosité instantanée optimisée de 4x1032 cm-2s-1 , et ce, avec une efficacité opérationnelle de 95 %. Une luminosité de 2 fb-1 a déjà été fournie à LHCb cette année. Ailleurs sur l’anneau, ATLAS et CMS ont maintenant dépassé la barre des 21 fb-1.

Au 16 novembre, il est prévu pour l’exploitation 2012 encore 18 jours de physique avec protons, 3 jours de développement de la machine et 8 jours d’exploitation à 25 ns. Pendant l’exploitation à 25 ns, on procédera à un cycle de nettoyage, à une activité de développement de la machine et, enfin, à un cycle d’exploitation pour la physique de 24 heures, avec un faisceau de 25 ns d’intensité relativement basse.

Le saviez-vous ?

La taille du faisceau au point d’interaction de LHCb est de 160 microns environ (4 sigmas gaussiens) ; les centres des faisceaux sont espacés de 100 microns au début d’un cycle de collisions, et de l’ordre de 40 microns en fin de cycle long. Les faisceaux peuvent entrer en collision frontale à la fin d'un cycle très long, lorsqu'il y a moins de particules dans le faisceau.

 

par Mike Lamont for the LHC team