Chaleureux bravo pour les aimants chauds !

Le 19 février 2008, une fête a été organisée pour marquer le bon achèvement de l’installation de tous les aimants résistifs du LHC.

À la fête organisée le 19 février pour les aimants résistifs se trouvaient (de gauche à droite) Willi Kalbreier, ancien chef de la section Aimants résistifs, Karl Hubert Mess, ancien chef du groupe AT-MEL, Lucio Rossi, chef du groupe Aimants, cryostats et supraconducteurs (AT-MCS), Philippe Lebrun, chef du département Technologie des accélérateurs (AT) et Lyn Evans, chef du projet LHC.

Le LHC est souvent décrit comme un collisionneur de particules supraconducteur. Il ne l’est toutefois pas à 100 %. En fait, la machine comporte 154 aimants conducteurs ou «chauds», soit environ 12 % du nombre total, qui fonctionnent à la température ambiante. Ces aimants, dit «résistifs», seront indispensables pour amener les faisceaux de protons à suivre leur trajectoire lorsque le LHC sera enclenché.

Le 19 février, le groupe Aimants, cryostats et supraconducteurs du département Technologie des accélérateurs (AT/MCS) a fêté l’installation du dernier aimant résistif dans le hall 867 – où tous les aimants, de même que plusieurs unités de rechange, ont été testés tour à tour au cours des dix dernières années.

Le collisionneur LHC ne décrit pas un cercle parfait. Un petit nombre de segments sont presque rectilignes, par exemple de part et d’autre des quatre grandes expériences et le long des sections droites longues. Sur ces segments, l’induction magnétique requise pour incurver les faisceaux de protons n’est pas aussi élevée qu’ailleurs et celle que génèrent les aimants résistifs est suffisante, d’où leur utilisation.

Autre avantage : les aimants résistifs résistent bien aux radiations. Aux points où les faisceaux de protons interagissent se trouvent davantage de particules secondaires. C’est le cas dans les sections droites longues LLS3 et LLS7, où les collimateurs nettoient le faisceau en supprimant les particules éloignées de la distribution centrale des paquets de protons. Il serait difficile en l’occurrence d’utiliser des aimants supraconducteurs, comme l’explique Willi Kalbreier, physicien supérieur et ancien chef de la section Aimants résistifs : «Les collimateurs suppriment les particules secondaires, mais celles-ci ne sont pas arrêtées immédiatement et atteignent les aimants. Si elles chauffent un aimant supraconducteur au-delà d’un certain point, il subira une transition.» Cela revient à dire qu’il perdra ses propriétés supraconductrices et stoppera tout l’accélérateur.

Presque tous les aimants résistifs utilisés ont été réalisés spécialement pour le LHC et ont parcouru de longues distances pour arriver au CERN. 48 aimants sont venus de Vancouver, 40 aimants de Protvino, près de Moscou, et 65 autres de Novossibirsk, en Sibérie (faisant fi de près de 10 000 km pour atteindre le CERN). Au bout du compte, un seul de ces aimants n’a pas été construit de A à Z pour le LHC. Construit à l’origine pour les ISR, dans les années 70, il a été recyclé pour être utilisé dans ALICE.

Outre qu’ils peuvent résister à des doses de rayonnement relativement élevées, les aimants résistifs présentent l’avantage d’être moins onéreux que les aimants supraconducteurs. Ils sont aussi plus simples à fabriquer et à installer, du fait de leur moindre complexité. Lucio Rossi, chef du groupe Aimants, cryostats et supraconducteurs estime que les aimants résistifs trouvent ici leur pleine justification : «C’est le nouveau défi : trouver une solution qui soit dans les limites de nos moyens – et ce n’est pas impossible».

Lors de la fête, Lucio Rossi a prononcé un discours, dans lequel il a remercié toutes les personnes qui ont participé à la réalisation de ces aimants pour leur dur travail. «Nous voyons ici le fruit d’une collaboration entre le CERN et de nombreux pays, qui ont apporté des ressources financières, ainsi que d’autres contributions, par la voie de leurs laboratoires nationaux qui ont conçu et réalisé ces aimants pour le LHC, a-t-il dit. Et, aujourd’hui, nous sommes très heureux.»