TOTEM et LHCf: peaufiner le redémarrage

Après les deux numéros précédents, le Bulletin continue sa série sur les activités des six expériences LHC depuis septembre dernier et la façon dont elles se préparent au redémarrage. Nous avons parlé dans les numéros précédents de CMS, ATLAS, LHCb et ALICE. Nous allons maintenant nous intéresser aux activités menées à TOTEM et LHCf depuis septembre.

TOTEM

Pour TOTEM, les dix derniers mois ont été parmi les plus chargés depuis le début du projet. Le retard dans le démarrage du LHC n’a pas été sans avantages pour la collaboration. Non seulement cela a été une occasion bienvenue de tester et d’installer nombre de nouveaux éléments cruciaux du détecteur, mais en outre, la gamme d’énergie moins élevée retenue pour le fonctionnement initial du LHC en 2009 est parfaitement adaptée à la physique de TOTEM. « En fait, on a presque l’impression que le LHC s’adapte au programme de TOTEM ! », plaisante Karsten Eggert, porte-parole de l’expérience.

TOTEM est constitué de trois détecteurs différents répartis sur plus de 440 m. Les deux trajectographes, T1 et T2, sont situés dans la caverne de CMS de part et d’autre du point d’interaction. Depuis septembre dernier, les trois quarts restants du détecteur T2 ont été complètement testés et installés. L’équipe est en train de mettre en service tous les systèmes desservant le détecteur, tels que le système de refroidissement et les alimentations de gaz et d’électricité.

Les tests aux rayons cosmiques in situ ne sont pas très utiles pour TOTEM, c’est pourquoi on s’attache davantage à tester séparément chaque détecteur avant l’installation, au moyen de faisceaux d’essai provenant du SPS et au moyen de rayons cosmiques. Le détecteur T1 est en cours de test, et il sera installé ultérieurement. Ce détecteur étant en fait situé à l’intérieur du bouchon de CMS, l’installation doit être planifiée et coordonnée soigneusement par les deux collaborations.

La troisième partie de TOTEM, les pots romains, a également bien avancé depuis septembre dernier. Les pots sont placés à deux distances précises par rapport au point d’interaction, à savoir à 147 m et 220 m. « À présent, tous les détecteurs pots romains situés à 220 m ont été installés, et nous allons même probablement en installer quelques-uns à 147 m », explique Ernst Radermacher, coordinateur technique de TOTEM. Tous les châssis des détecteurs pots romains ont été achevés en 2007, mais, lors de la circulation du premier faisceau, 2 seulement sur 24 abritaient des détecteurs au silicium. « Les détecteurs au silicium sont placés très près du faisceau, à 4 cm à peine au maximum lorsque les pots se trouvent en position rétractée. En raison du risque lié aux rayonnements dans les premiers stades du fonctionnement, nous n’avons pas voulu en installer beaucoup, mais après la brève période de fonctionnement du LHC en 2008, nous sommes beaucoup plus confiants et c’est pourquoi nous installons maintenant la plupart des détecteurs au silicium », explique E. Radermacher.

Les détecteurs au silicium se trouvent en fait à l’intérieur du tube de faisceau, et peuvent se déplacer de façon à se trouver à moins d’1 mm du faisceau. La mise en service des pots romains suppose donc un alignement très minutieux, et il faut également étalonner le système motorisé chargé de placer les détecteurs en position.

La décision annoncée récemment concernant l’énergie de redémarrage du LHC, à savoir 3,5 TeV, est également une bonne nouvelle pour l’expérience, car elle permettra d’obtenir des mesures sur toute une gamme d’énergies différentes. « De plus, le programme de physique de base de TOTEM peut être exploré à des luminosités relativement basses au cours du démarrage du LHC », précise Karsten Eggert. Nous prévoyons d’avoir toute l’installation prête au moment du redémarrage. TOTEM pourra alors produire de la physique pendant la totalité de la première année de fonctionnement du LHC », conclut-il.

Communication extérieure

Tout en se préparant aux premiers résultats de physique, les coordinateurs de communication extérieure de TOTEM veulent aussi mettre davantage de ressources à la disposition du public. « Tout a commencé avec les journées portes ouvertes l’année dernière. Nous avons préparé des affiches et présenté au public des éléments des détecteurs », explique Béatrice Bressan, l’une des deux coordinatrices de communication extérieure de TOTEM, l’autre étant Virginia Greco. Depuis lors, la collaboration a fait un réel effort dans le domaine de la communication extérieure.

« Nous travaillons actuellement sur un nouveau site web pour le grand public, comme en ont les autres expériences du LHC, explique B. Bressan. Nous avons déjà une galerie de photos, que nous allons mettre à la disposition du public. Mais il y aura aussi beaucoup d’autres éléments, par exemple les étapes marquantes du projet. » Le nouveau site web devrait être mis en ligne au moment du redémarrage du LHC.

Une vidéo de l’interview est disponible.

LHCf

LHCf est composé de deux détecteurs indépendants, installés dans le tunnel, à 140 m de part et d’autre du point de collision d’ATLAS. Ces deux détecteurs ont été achevés l’année dernière et sont prêts à relever des données. De fait, lorsque des faisceaux ont circulé dans le LHC lors de la courte exploitation en septembre dernier, LHCf a détecté avec succès des interactions entre les protons et les particules résiduelles dans le vide du tube de faisceau (bruit de fond faisceau-gaz), montrant ainsi que ses détecteurs fonctionnent parfaitement.

Depuis lors, de petits travaux ont été nécessaires sur les détecteurs-mêmes. À LHCf, la période d’arrêt a essentiellement été consacrée à l’optimisation du système d’acquisition de données (DAQ). En vue du redémarrage, des simulations d’exploitation avec des faisceaux de différentes énergies ont également été effectuées.

Communication extérieure

La collaboration a récemment publié une nouvelle brochure. La brochure est également disponible en Italien et en Japonais, les Italiens et les Japonais représentant la majeure partie de la collaboration.