Dernières nouvelles du LHC
Les opérations d’ajustement visant à préparer le LHC à fonctionner à la vitesse de montée en énergie nominale avec des trains de paquets, au lieu de paquets uniques, se sont poursuivies au cours des deux dernières semaines. L’objectif est de raccourcir le temps de remplissage de la machine et d’augmenter sa luminosité. Le fait de travailler avec des trains de paquets impose un réglage fin des angles de croisement, de manière à éviter des collisions parasites de part et d’autre des points de collision des expériences.S’agissant de l’intervalle entre paquets dans les trains, l’objectif fixé pour 2010 est d’atteindre une valeur de 150 ns, soit une distance physique de 45 m environ. Ce temps sera progressivement réduit l’année prochaine pour atteindre finalement la valeur nominale de 25 ns, soit une distance d’environ 7,5 m entre deux paquets.
Suite aux premières opérations d’ajustement effectuées la semaine dernière, on a cette semaine procédé à des tests afin de définir l’angle de croisement nécessaire pour éviter des collisions parasites lorsque l’on injectera des trains de 150 ns dans la machine, et afin de mesurer l’acceptance dynamique pour un angle de croisement nominal – à l’injection – de 170 microradians. Les tests ont montré que l’angle minimal nécessaire avec un espacement de 150 ns était de 100 microradians, mais que, même en fixant l’angle de croisement à la valeur nominale de 170 microradians, l’acceptance dynamique était plus grande que prévu au niveau des insertions des expériences.
Après avoir effectué les différents tests, l’équipe chargée de la mise en service a décidé finalement de garder un angle de croisement de 170 microradians et de terminer le paramétrage de la machine avec cette valeur. Durant les phases de montée en énergie et de compression du faisceau, l’angle de croisement sera ramené à 100 microradians lors de l’exploitation pour la physique.
Jouer sur les angles de croisement nécessite de paramétrer tous les dispositifs de protection (au niveau de l’injection, de l’absorption et des triplets) afin de les adapter aux nouvelles trajectoires définies tout autour de la machine. La plus grande partie de cette semaine a été consacrée à cette opération.
Quelques éclaircissements
Qu’est-ce que l’angle de croisement ?
Dans le LHC, les paquets de particules n’entrent pas vraiment en collision frontale. Les opérateurs définissent en fait un angle de croisement pour deux paquets entrant en collision. Le but est d'éviter qu’un trop grand nombre de collisions et d’interactions parasites de particules ne se produisent dans les deux paquets. Or, plus l’angle de croisement est petit, plus la probabilité que les particules interagissent les unes avec les autres est grande, et plus la luminosité est élevée. Les opérateurs configurent donc la machine de manière à trouver le meilleur compromis pour avoir une luminosité élevée et un faible nombre d’interactions indésirables. Pour cela, on fait varier l’angle de croisement en paramétrant comme il convient les aimants situés immédiatement en amont des points de collision où sont situées les expériences (également appelés « points d’interaction » ou « insertions des expériences »).
Qu’est-ce que l’acceptance dynamique de la machine ?
L’acceptance dynamique d’un accélérateur de particules désigne l’amplitude maximale de l’oscillation initiale des particules permettant la stabilité de leur déplacement sur un nombre donné de tours. Plusieurs paramètres déterminent l’acceptance dynamique, qui peut aussi être définie comme l’espace effectif dans lequel peut se déplacer le faisceau sans subir de pertes de particules le long de sa trajectoire. L’acceptance maximale de la machine représente en fait la marge de manœuvre dont disposent les opérateurs pour définir l’angle de croisement des faisceaux aux points de collision.
par CERN Bulletin
