Dernières nouvelles du LS1 : Une toute nouvelle configuration pour ASACUSA-CUSP
ASACUSA fonctionne pour la première fois dans une configuration totalement nouvelle. Trois nouveaux dispositifs essentiels ont été conçus, produits et installés pendant le LS1 ; ils viennent s’ajouter à plusieurs autres modifications majeures. La collaboration est maintenant prête à réaliser la première mesure haute précision de la structure hyperfine de l’antihydrogène – une mesure qui vise à comparer les propriétés internes de la matière et de l'antimatière.
La collaboration ASACUSA-CUSP compte une trentaine de scientifiques de divers instituts en Europe et au Japon. En raison de la contribution du Japon, le nom de l’expérience est souvent prononcé à la manière japonaise, le logo de l’expérience est en japonais et le registre suit l’heure japonaise !
Cette année, l’expérience fonctionne pour la première fois dans une configuration totalement nouvelle, qui comprend un nouvel aimant supraconducteur à « double pointe », un nouveau trajectographe et un nouveau détecteur final d'antihydrogène. « L'aimant est le cœur de l’expérience ASACUSA, explique Yasunori Yamazaki. Il nous permet de créer un faisceau d'antihydrogène polarisé en spin, qui est ensuite étudié en vol au moyen d’un rayonnement micro-onde. Nos jeunes collègues ont joué un rôle crucial pour concevoir, développer et mettre en service les nouveaux dispositifs, en parallèle, pendant le LS1. »
ASACUSA a pour objectif de mesurer précisément une propriété de l’antihydrogène appelée « structure hyperfine » et de comparer cette mesure à la valeur équivalente pour l’hydrogène, qui est bien connue, afin de détecter la moindre différence entre les deux. Étant donné que cette mesure est très sensible aux champs magnétiques, ASACUSA a besoin de créer un faisceau d’atomes d'antihydrogène qui puisse être acheminé dans une zone libre de champs perturbateurs.
Le long de la ligne de faisceau, en aval de l’aimant à « double pointe », un nouveau trajectographe semi-cylindrique a été installé afin de recueillir des informations détaillées sur les processus de formation des atomes d’antihydrogène. « Le trajectographe est un détecteur d’annihilation Micromégas 3D de précision, équipé de films isolants flexibles très fins immergés dans un mélange de gaz, sur lesquels des motifs métalliques sont imprimés ; ce dispositif permet de suivre précisément la trajectoire des particules, explique Yasunori Yamazaki. C’est la première fois qu’un détecteur Micromégas est utilisé dans une configuration présentant une courbure si petite, d’environ 100 mm. »
Le troisième ajout par rapport à la configuration précédente est le système de détection final de l'antihydrogène, qui est constitué d’un cristal en BGO sous vide, entouré de huit scintillateurs plastiques en forme d’anche d’instrument à vent. Ce dispositif permet à l’expérience de distinguer avec exactitude les particules d’antihydrogène issues du faisceau (qui doivent donc être mesurées et étudiées) des particules parasites provenant de rayons cosmiques ayant traversé le blindage et de l’annihilation d’antiprotons ayant lieu plus en amont dans le détecteur d’antihydrogène, particulièrement dans l’aimant à « double pointe ».
« Grâce à cette nouvelle configuration, nous espérons pouvoir mesurer précisément, pour la première fois, la structure hyperfine de l’antihydrogène, déjà pendant cette période d’exploitation », indique Yasunori Yamazaki. L’expérience a achevé la phase de mise en service et enregistrera des données pendant encore deux semaines. Le faisceau du Décélérateur d’antiprotons, qui alimente ASACUSA, sera ensuite interrompu pour permettre les travaux de construction pour la préparation d’ELENA. La période d’acquisition de données pour ASACUSA doit reprendre en juin 2015.
| Pendant ce temps, ailleurs … Les tests de mise sous tension ont débuté dans les secteurs 8-1 et 1-2, alors qu’ils sont toujours suspendus dans le secteur 6-7, pendant la maintenance des systèmes de refroidissement et de ventilation au point 6. Des tests ELQA sont menés dans le secteur 5-6. Les tests CSCM sont terminés dans les secteurs 2-3 et 7-8, où le refroidissement à la température nominale (1,9 K) a maintenant commencé. Ces mêmes tests ont débuté dans le secteur 4-5. Des difficultés s’étaient posées dans ce secteur au début de l'automne, lors de la détection d’une fuite dans un câble refroidi à l’eau au point 5. Ce problème a depuis été résolu et le câble a été remplacé et testé à nouveau. Pendant ce temps, l’équipe chargée des opérations a procédé à l’entraînement des aimants dans le secteur 6-7 (voir la vidéo ci-dessous). La première « transition d’entraînement » dans l’un des circuits des dipôles a eu lieu le 31 octobre et un courant de 9779 ampères a été atteint, ce qui correspond à un champ magnétique de 6,9 teslas, nécessaire pour guider les faisceaux d’une énergie de 5,8 TeV (l’énergie nominale pour la deuxième période d’exploitation étant de 6,5 TeV). Dans l’ensemble, la machine est franchement entrée dans l’hiver, avec une température moyenne inférieure à 10 K.
Vidéo : commentaires de Kajetan Fuchsberger, ingénieur LHC, et de Mirko Pojer, chef de l’équipe Opérations du LHC. |
par Antonella Del Rosso, Katarina Anthony
