Dernières nouvelles du LHC

Ces deux dernières semaines, l’équipe chargée de l’exploitation du LHC s’est attachée à repousser les limites de la performance de la machine en termes de puissance de faisceau stockée. Le passage, fin juillet, à 25 paquets par faisceau avec des intensités de paquet quasi-nominales a requis une exploitation avec une énergie stockée dans chaque faisceau de plus de 1 MJ. Jamais auparavant un accélérateur de hadrons (que ce soit le SPS au CERN ou le Tevatron au Laboratoire Fermi) n’avait réussi à stocker un tel niveau record d’énergie de faisceau. À ce régime, une perte subite de faisceau ou la moindre erreur d’exploitation peuvent endommager sérieusement les équipements : 1 MJ suffit pour faire fondre 2 kg de cuivre. Il faut donc être extrêmement prudent et optimiser minutieusement toutes les procédures opérationnelles pour réussir cette importante transition dans la performance de la machine.
 

Ces deux dernières semaines, les équipes se sont donc attachées à optimiser les procédures opérationnelles ainsi que les systèmes de protection de la machine afin d’acquérir de l’expérience en matière de fiabilité et de reproductibilité de l’exploitation de la machine avec une énergie de faisceau stockée aussi élevée. Grâce à ces efforts, des résultats record ont également été obtenus sur le plan de la luminosité fournie. Pour la première fois, la luminosité de crête a dépassé 4x10³⁰ cm^-2  s^-1 et la luminosité intégrée totale fournie aux expériences a dépassé la barre des 1 pb^-1 (ou 1000 nb^-1) le week-end du 7-8 août.

Parallèlement, l’équipe d’exploitation a effectué plusieurs essais en vue d’augmenter encore la performance du LHC. La vitesse de montée en intensité des aimants (le rythme auquel l’intensité électrique peut être modifiée dans les dipôles principaux du LHC) a été portée de 2 A/s à 10 A/s pour la phase pré-cycle (sans faisceau) du système d’aimants. Cette vitesse de montée en intensité de 10 A/s a également été testée avec succès pour l’accélération avec faisceau, mais, pour la validation finale, il faudra attendre le démarrage de l’exploitation avec « trains de paquets », dans lesquels les paquets de protons sont étroitement regroupés, en comparaison de la configuration actuelle, où les paquets sont relativement éloignés les uns des autres. Cette montée en intensité plus rapide raccourcit considérablement le temps minimal nécessaire entre deux remplissages pour la physique et accroît ainsi la performance globale de la machine en termes de luminosité intégrée.

Une autre étape vers une luminosité plus élevée a été franchie le jeudi 19 août lorsque le nombre de paquets dans chaque faisceau a été porté de 25 à 49. La prochaine étape, en septembre, consistera à passer à une exploitation avec trains de paquets. Une exploitation avec trains de paquets permettra de porter, par paliers successifs, le nombre total de paquets au-delà de 49 (à terme jusqu’à 800), ce qui augmentera la luminosité du LHC d’un autre facteur de 10 à 100 au cours des prochains mois.

 

 

 

par CERN Bulletin