Dernières nouvelles du LHC : premiers faisceaux stables à 6,5 TeV
Même s’il reste encore quelques points non négligeables à régler, le mercredi 3 juin au matin a sonné la fin de huit semaines de préparation intense pour la mise en service du LHC avec faisceau et la livraison aux expériences des premiers faisceaux stables à 6,5 TeV. Sous le regard des médias, trois paquets nominaux par faisceau ont effectué un cycle complet dans le LHC avant de produire des collisions. Puis des faisceaux stables ont été annoncés, marquant le début de la prise de données pour la deuxième période d'exploitation du LHC.
Effervescence au CCC, alors que les premiers faisceaux stables à 6,5 TeV marquaient le début de la seconde période d'exploitation du LHC.
La préparation de la mise en service du LHC avec faisceau s’est achevée avec la configuration des collimateurs tertiaires. Ces derniers sont situés au niveau du faisceau incident, à une distance comprise entre 120 et 140 m du point d’interaction, où les faisceaux circulent encore dans des tubes distincts. Étant donné qu’au moment de la compression, et après la désactivation du système de séparation de faisceau, l’orbite local du faisceau se modifie dans cette zone, il est nécessaire de procéder à un réglage par rapport au faisceau à la fin de la compression et au moment de la collision des faisceaux. L’orbite et l’optique au niveau des principaux groupes de collimateurs, dans les sections de nettoyage des points 7 et 3, étant maintenues constantes lors des phases de compression et de collision, la configuration et la validation de ces éléments restent donc valables tout au long des phases à haute énergie.
La configuration complète des collimateurs est validée à chaque étape par des cartographies de pertes de faisceau. Dans des conditions contrôlées, la perte de faisceau est provoquée et les équipes vérifient attentivement que les pertes aboutissent là où elles le devraient, ce qui permet de valider les rôles précis des collimateurs. Dans le plan transversal, les pertes de faisceau sont produites au moyen de la sélectivité très fine du système d’amortissement transversal. Pour chaque faisceau, dans chaque plan, un paquet unique est visé. En produisant des perturbations, les systèmes d’amortissement transversaux sont capables d’augmenter les dimensions d’un paquet unique, provoquant ainsi les pertes nécessaires.
Pendant huit semaines, les équipes ont fourni un effort intense pour préparer la mise en service de la machine avec des faisceaux. L’accent a été mis sur les systèmes essentiels liés au faisceau (radiofréquence, convertisseurs de puissance, collimateurs, absorbeur de faisceau, injection, aimants, vide, rétroaction transversale, protection de la machine, aimants, instrumentation de faisceau, rétroactions basées sur le faisceau, contrôles, bases de données, logiciel de haut niveau), sur la caractérisation et la correction des propriétés de la machine (champ magnétique, optique, ouverture), et sur la mise en service des différentes phases du cycle d’exploitation. Pour mener le programme à son terme, les équipes ont dû travailler la nuit, le week-end et les jours fériés. Elles ont notamment été mobilisées sur les activités suivantes : mesure et correction de l'optique, configuration de l’injection et de l’absorption de faisceau, collimation, mise au point des divers instruments de faisceau, optimisation du modèle magnétique, mesure de l’ouverture, etc., en réglant certains aspects complexes de la montée en énergie et de la compression, entre autres. À cela s’est ajoutée la validation complète des divers éléments du système de protection de la machine par les groupes concernés.
Le programme a également été exécuté grâce à la bonne disponibilité de la machine, ainsi qu’à l’appui des équipes chargées du complexe d’injecteurs, de la cryogénie, de la métrologie, de l’infrastructure technique, de l’accès et de la radioprotection, et à la collaboration étroite et constructive des expériences LHC.
L’annonce de faisceaux stables a été une première étape importante, mais il reste encore un long chemin avant que l’on atteigne l’objectif d’environ 2 500 paquets par faisceau fixé pour cette année, et que le LHC commence à produire une luminosité intégrée conséquente pour les expériences.
