Le LPI ferme ses portes sur un nouveau succès

Le LPI (Pré-Injecteur du LEP) a clos son existence sur l'expérience PARRNe, une nouvelle réussite.Ci-dessus, de gauche à droite : Michel Decourtieux, Hervé Lefort, Jacques Obert et Geneviève Le Scornet, membres de l'équipe PARRNe, de l'Institut de Physique Nucléaire d'Orsay, derrière leur cible installée sur le LPI.

Après 16 ans de service, le LPI (Pré-Injecteur du LEP) a fermé ses portes à Pâques. Il fut non seulement une brique essentielle du LEP, mais il a également fourni une foule d'autres expériences. Retour sur une histoire jalonnée de réussites.

Le 12 avril 2001, le LPI (LEP Pre-Injector) a mis un terme à sa brillante carrière. Pendant 11 ans et jusqu'en novembre dernier, le LPI a fourni des électrons et positons au LEP, avec une fiabilité de 98% ! Ce petit bijou d'accélérateur était constitué de deux entités : l'accélérateur linéaire LIL (LEP Injector Linac) produisait les électrons et posi-tons qui étaient accumulés dans l'EPA (Electron Positron Accumulator) avant d'être injectés dans le PS, SPS puis le LEP.
Mais le LPI, qui a fourni ses premiers faisceaux d'électrons et de positons en 1985, n'a pas seulement alimenté la grande boucle du LEP. Il a mis ses faisceaux au service de nombreuses expériences.
La première fois que le LPI a été sollicité, ce fut par l'expérience L3 du LEP qui voulait calibrer son détecteur avec un « électron unique ». Une demande pour le moins inhabituelle. Car les spécialistes des accélérateurs sont toujours appelés à produire des densités toujours plus élevées de particules. « Nous leur avons répondu que nous pouvions produire cent millions de particules ou plus. Mais moins que cela, nous ne l'avions jamais fait », se souvient Louis Rinolfi, responsable du LPI. Son équipe a pourtant remporté le pari. En 1988, une étude de faisabilité a été réalisée. Une nouvelle ligne a été spécialement construite pour amener des électrons vers L3, installé le temps des tests dans un bâtiment spécialement construit près du LPI. Ce fut le premier grand succès.
Cette nouvelle installation a ouvert la voie à une série de zones expérimentales autour du LPI (voir schéma). Plusieurs collaborations du LEP sont venus effectuer des expériences et des mesures au LPI. A la fin de l'année 2000, un nouveau type de cavité accélératrice (LIBO) a été testé pour le projet médical TERA (voir bulletin 4/2001). Tous les détecteurs du LHC ont également fait appel à ses faisceaux. En particulier, CMS a continué en 2001 l'étude de fibres optiques pour son calorimètre à petits angles (Forward calorimeter).

Le petit accélérateur a même fait des heures supplémentaires, ou plutôt des semaines. La fermeture du LEP ayant été reportée, l'équipe LHC-Vacuum a continué à l'utiliser jusqu'au début 2001 pour étudier les phénomènes liés au rayonnement synchrotron dans les chambres à vide du LHC. Un faisceau d'électrons stockés dans le LPI, à 308 MeV, émet en effet le même spectre de photons que ceux qui seront émis par les protons du LHC à 7 TeV.
D'autres utilisateurs ont profité de cette prolongation. Le dernier en date, l'Institut de Physique Nucléaire d'Orsay, y a réalisé une expérience fructueuse. Baptisée PARRNe, pour Production d'Atomes Radioactifs Riches en Neutrons, elle a utilisé un faisceau d'électrons à 50 MeV. Le faisceau demandé initialement devait atteindre une intensité moyenne de2 microampères. Grâce aux performances de l'installation, un courant de 50 nanoampères, soit quarante fois moins intense, a suffi pour produire par photo-fission dans une cible d'Uranium 238 les atomes recherchés de Krypton et de Xénon. Le LPI a écrit son épilogue sur cette nouvelle réussite.
« Pour autant, ce petit complexe d'accélérateurs n'a pas définitivement tourné la page », signale Louis Rinolfi. Dans les mois à venir, il va subir d'importants travaux pour se transformer en installation de test pour CLIC, une des options possibles pour un accélérateur du futur. A l'automne 2001, le LPI va entamer une deuxième vie sous un autre nom, CTF3 (CLIC Test Facility 3).

Au service de nombreuses expériences

Jusqu'à sa fermeture, le LPI a abrité de nombreuses expériences. Petite revue des dernières en date et des différentes installations.

1. HSE, Hippodrome Single Electron
Les électrons accélérés provenant du LIL (LEP Injector Linac) circulent ensuite dans un circuit en forme d'hippodrome. Inaugurée par L3 pour effectuer des calibrations avec un « électron unique » en 1988, cette zone a clos sa carrière avec l'expérience « LHC skin effect », qui étudie les blindages RF dans les chambres à vide céramiques pour le LHC.

2. LEA, LIL Experimental Area
Cette zone se trouve directement en sortie de l'accélérateur linéaire, le LIL. CMS y a récemment testé des fibres optiques, avec des électrons à 500 MeV, pour l'un de ses calorimètres.

3. et 4. SLF 92 et SLF 42, Synchrotron Light Facilities
Ces installations utilisent le rayonnement synchrotron émis par les électrons incurvés dans EPA. La zone SLF 92 a abrité l'expérience COLDEX, étudiant les effets du rayonnement synchrotron dans les chambres à vide du LHC. Et la zone SLF 42 a accueilli des tests sur les bandes de Getter, ce matériau qui absorbe les molécules de gaz et qui sera utilisé dans le LHC.

Le LPI se transformera à l'automne en CTF3, une installation de tests pour CLIC, l'une des options pour un accélérateur du futur.