Une meilleure qualité de faisceau

Des progrès ont été réalisés sur deux fronts : la fourniture de données de physique et la préparation pour atteindre des intensités plus élevées.

Pendant le week-end de Pentecôte, du 22 au 24 mai, cinq remplissages pour la physique ont fourni près de trente heures de faisceaux stables avec collisions, avec des intensités de paquet avoisinant 2x1010 et avec une valeur β* de 2 m. Les trois premiers remplissages comportaient six paquets par faisceau, ce qui a produit trois paires de paquets en collision dans toutes les expériences. Pour les deux autres remplissages, le nombre de paquets par faisceau a été porté à 13, ce qui a produit huit paires de paquets en collision, et, pour la première fois, les luminosités ont été poussées jusqu’à plus de 1029cm-2s-1, soit deux ordres de grandeur de plus par rapport aux premières collisions de mars.

Dans l'intervalle et après ces remplissages, des paquets d’intensité nominale contenant 1011 protons ont été accélérés avec succès et ont été mis en collision dans ATLAS et dans CMS pour la première fois (mais pas dans des conditions de faisceau stable, et sans compression). La fréquence des événements observés par les expériences était dans les limites attendues pour ces conditions. Au milieu de l’opération, un court remplissage avec des faisceaux de sept paquets nominaux a été réalisé à l’énergie d’injection.

Ensuite, un certain nombre de problèmes techniques ont ralenti le programme de mise en service avec faisceaux, puis une coupure de courant importante, survenue tard dans la soirée du vendredi 28 mai, a entraîné l’arrêt du complexe d’accélérateurs. Le LHC était encore en cours de récupération au début de l’arrêt technique de trois jours programmé à partir du lundi 31 mai.

La dernière partie de la semaine a servi essentiellement à accumuler de l’expérience en matière de collisions à 13 paquets par faisceau, avec des intensités de paquet avoisinant 2x1010 et avec une valeur β* de 2 m, et à avancer la mise en service de la rétroaction transversale, qui est d’une importance fondamentale si l’on veut maintenir une bonne qualité de faisceau avec une plus grande intensité des paquets ou un nombre de paquets plus élevé.


Qu'est-ce que le β* ?

β* permet de décrire la taille du faisceau au point d’interaction. Du point de vue mathématique, Il s'agit de la mesure de la distance par rapport au point d'interaction où le faisceau a une taille deux fois plus grande à celle qu'il a au point d'interaction. Plus cette valeur est faible, plus le faisceau est rétréci au point d’interaction, donc plus la situation est favorable pour la physique. Avant compression du faisceau, bêta est typiquement égal à 11 m à ATLAS et à CMS. Actuellement, l’accélérateur est exploité avec une valeur bêta de 2 m, et l’objectif ultime et de ramener ce chiffre à 0,55 m.


par CERN Bulletin