Rapport d'exploitation du LHC

Le week-end dernier, le LHC a franchi une étape décisive : son exploitation a été dédiée à la physique des particules avec un remplissage record de protons, offrant une luminosité instantanée (taux de collisions) décuplée. Ce remplissage a non seulement permis de porter la luminosité au-dessus de 1,1.10²⁸ cm^-2.s^-1 dans les quatre expériences, mais aussi de maintenir les faisceaux stablement en collision pendant une période record de 30 heures. Les expériences de physique des particules ont pu ainsi plus que doubler le nombre total d’événements enregistrés jusque-là à 3,5 TeV.

 

Le succès de ce week-end a été précédé par un travail soutenu du côté de l'accélérateur. La luminosité a été améliorée d’un facteur 5 en « comprimant » (réduisant) la taille des faisceaux aux quatre points d’interaction. Cette compression, l’une des étapes les plus complexes de l’exploitation de l’accélérateur, avait été réalisée la semaine précédente. Une fois la taille des paquets de protons comprimée, les zones d’expérience de l’accélérateur se transforment en goulets d’étranglement pour les faisceaux. Cette compression a donc nécessité une nouvelle qualification des systèmes de collimation et d’arrêt des faisceaux, afin d’assurer une protection complète des détecteurs de particules. Le premier remplissage de protons destiné aux expériences avec ces tailles de faisceau réduites a ensuite été préparé samedi matin. Afin de doubler la luminosité, trois paquets de protons par faisceau ont été injectés dans le LHC. Grâce à cette augmentation d’intensité, la machine a fonctionné pour la première fois juste au-delà de l’intensité type des faisceaux de configuration, limite à partir de laquelle toutes les protections des équipements sont automatiquement activées. Ayant franchi ce dernier obstacle sans heurt samedi matin, le LHC a alors fourni des collisions à toutes les expériences et la luminosité a été optimisée. Après trente heures d’exploitation stable pour la physique, les faisceaux ont été utilisés pour des études à haute énergie, avant d’être finalement arrêtés.

Au début de la semaine, l’arrêt technique mensuel a eu lieu comme prévu pour permettre de procéder à la maintenance des équipements du LHC et, en particulier, de son système cryogénique, une opération nécessaire pour maintenir l’efficacité d’exploitation du LHC. Jeudi matin, les deux faisceaux ont repris leur course. Le programme des deux prochaines semaines prévoit le réglage de la machine et de ses systèmes de protection en vue d’une intensité accrue de protons par paquet. Cela conduira tout d’abord à des collisions à 450 GeV, avec une population de paquets proche des valeurs nominales, puis à des collisions à 3,5 TeV, avec des tailles de faisceau comprimées et à des intensités croissantes, afin de fournir une luminosité de plus en plus élevée aux expériences.

par CERN Bulletin