Dernières nouvelles du LHC : des hauts, des bas et de l'eau
L’été est là ! Mais pas de relâchement pour le LHC, qui vient d’entamer une période de quatre semaines de production de luminosité.
Dans les deux semaines qui ont suivi le premier arrêt technique (7-9 juin), la performance du LHC a une fois de plus été exceptionnelle. Grâce à une excellente disponibilité de tous les systèmes, allant jusqu’à 93% la semaine 24, il a été possible d'enchaîner les remplissages pour la physique, 60 % du temps étant occupé par les collisions.
Nous avons désormais dépassé la luminosité intégrée totale enregistrée en 2015 (4,2 fb-1). La luminosité intégrée pour 2016 dépasse désormais 6 fb-1 pour chacune des deux expériences à haute luminosité, ATLAS et CMS. Les remplissages de longue durée – plus de 20 heures – font maintenant partie de la routine, produisant dans certains cas plus de 0,5 fb-1. À l’heure où les conférences d’été approchent, ces performances permettent de fournir aux expériences LHC une bonne quantité de données à analyser et à présenter.
Plusieurs records ont été battus à nouveau : record de luminosité instantanée, plus de 9 x 1033 cm-2 s-1 le 14 juin, et record de luminosité intégrée en un seul cycle, soit environ 550 pb-1 produits en 29 heures entre le 20 et le 21 juin. Le LHC est maintenant très proche de la luminosité nominale, 1034 cm-2s-1.
Cette période de production de luminosité a été brièvement interrompue pour la mise en service du cycle avec faisceaux à bêta étoile élevé. Contrairement à ce qui est fait lors du cycle normal pour la physique, lors d’un cycle à bêta étoile élevé, la dimension du faisceau aux points d’interaction est augmentée avant la collision. Pour ce cycle à bêta étoile élevé, par exemple, les fonctions bêta aux points d’interaction 1 et 5 ont été portées à 2,5 km, alors que, dans les cycles ordinaires, elles sont généralement ramenées à 40 cm. Il en résulte des faisceaux présentant une « grande » dimension transversale (environ 1 mm) et une très petite divergence angulaire (environ 0,4 microradian) au point d’interaction. Ces paramètres permettent des études de grande précision sur la diffusion à petits angles, grâce aux détecteurs de petits angles AFP, ALFA et TOTEM. Par comparaison, les dimensions transversales des faisceaux aux points 1 et 5 sont, pendant les cycles de physique ordinaires, de l’ordre de 13 micromètres, et la divergence de l’ordre de 33 microradians. La mise en service de ce cycle à bêta étoile élevé a été menée à bien en deux remplissages, sur une période d’environ 18 heures. De plus, les paramètres optiques ont été mesurés puis corrigés, avec une erreur restante de quelques pourcent seulement. Quelques étapes de validation restent à réaliser avant la campagne de physique spécialisée, prévue pour septembre.
Malheureusement, les pluies abondantes des dernières semaines, non contentes de nous saper le moral, ont aussi eu leur effet sur le LHC. Mardi 14 juin au matin, des capteurs spécifiques ont alerté les opérateurs du groupe TI (Infrastructure technique) de la présence d’eau au LHC au point 3. À cet endroit, le tunnel du LHC croise un cours d’eau souterrain en provenance du Jura, et, en périodes de fortes pluies, des infiltrations d’eau peuvent se produire à l’intérieur du LHC. Plusieurs équipes ont dû intervenir pour réparer les dégâts, le plus grave étant l’infiltration d’eau à l’intérieur d’équipements électriques et électroniques du système de collimation, qui a empêché le LHC de fonctionner pendant près de 48 heures.
par Enrico Bravin and Stefano Redaelli for the LHC team
