Le Linac 3 fonctionnera avec de l’argon

Ce dispositif permet d’injecter des micro-ondes, qui vont chauffer le plasma dans la source du Linac. Le gaz argon est injecté dans le tube métallique inférieur. La partie métallique conique donne sa forme au champ magnétique à l’intérieur (Image : CERN)

La chaîne d’accélérateurs du CERN est désormais à l’ arrêt pour deux ans, mais les physiciens sont déjà au travail pour préparer les machines à recevoir des faisceaux pour la physique en 2015.

L’expérience NA61/SHINE dans la zone Nord du CERN recherche ce qu’on appelle le « point critique » de la matière soumise à l’interaction forte. Dans ce cadre, les physiciens font varier les dimensions et les énergies des noyaux en interaction.  Jusqu’à présent, ont été enregistrées des données concernant les protons, les ions béryllium et les ions plomb. Pour la période qui suivra la remise en route de l’accélérateur, NA61/SHINE a demandé des faisceaux constitués d’un nouvel élément : l’argon.  Avec ces nouveaux faisceaux, les possibilités de découvrir le point critique sont au plus haut.

Pour arriver jusqu’à la zone Nord, où sont situées NA61/SHINE et d’autres expériences à cible fixe, l’argon devra traverser le site du CERN en passant par une série d'accélérateurs interconnectés. La chaîne de livraison commence à une machine, dite « source », qui alimente le Linac 3, l’accélérateur linéaire qui accélère habituellement les ions plomb destinés au LHC.

Detlef Küchler, physicien responsable de la source d’ions, prépare la source à fonctionner avec de l’argon. « Après l’exploitation avec ions plomb, j’ai procédé à l’enlèvement de toutes les parties internes de la source qui étaient recouvertes d’oxyde de plomb, explique-t-il.  Ainsi, on peut commencer à travailler avec l’argon dans de bonnes conditions. »

 « il est plus facile de réparer la source pour l’argon que pour le plomb, estime Detlef Küchler. Avec des ions métalliques [les ions plomb], je dois maîtriser très précisément la température du four, et le conditionnement prend beaucoup de temps. Au contraire, avec un gaz, en principe il suffit d’ouvrir la bouteille, de lancer le système, et vous avez votre faisceau. »

Detlef Küchler passera 10 semaines à mesurer les effets de l’argon sur la source et le linac. L’un des problèmes possibles est que l’argon a un effet « abrasif » : les ions d’argon frappant la surface intérieure de la source peuvent facilement abîmer le matériau. L’équipe chargée de la source d’ions vérifiera alors la source pour repérer les signes d’abrasion après quatre semaines de fonctionnement, et des pièces de rechange seront prévues pour remplacer les parties abîmées.

Au cours des semaines à venir, l’équipe espère trouver des réglages stables pour l’argon, et savoir quelle intensité de courant il est possible d'obtenir avec les ions d’argon. « Je voudrais disposer d’une série complète de paramètres. Ainsi, la prochaine fois que je devrai fournir de l’argon aux expériences, je pourrai tout mettre en place rapidement et efficacement », explique Detlef Küchler.

L’année prochaine, ce sera au tour du LEIR et de la chaîne d’accélérateurs allant du Synchrotron à protons (PS) au Supersynchrotron à protons (SPS) de faire des essais avec l’argon ; l’objectif est de fournir des faisceaux d’argon à la zone Nord en 2015.