Le LHC repousse les limites de la performance

Le tunnel du LHC. La performance du LHC dépasse toutes les attentes (Photo : Jacques Fichet / CERN)

La performance du Grand collisionneur de hadrons (LHC) reste supérieure aux attentes : cette semaine, le nombre de paquets de protons injectés dans chaque faisceau a été porté à 2 200, ce qui constitue la valeur la plus élevée qui sera atteinte cette année.

La machine est capable d’accueillir davantage de paquets (près de 2 800 dans chaque faisceau lorsque l’intensité est maximale), mais ce nombre se trouve actuellement limité par un problème technique du Supersynchrotron à protons (SPS).

« Compte tenu de cette limite, c'est une excellente performance, indique Mike Lamont, chef du groupe des opérations. Nous nous situons 10 % au-dessus de la luminosité nominale (que nous avons dépassée en juin), nous avons de très longs cycles (durant lesquels le faisceau peut circuler pendant 20 heures environ) et les taux de collision sont très élevés. Atteindre 2 200 paquets, c’est simplement en injecter autant que possible compte tenu des restrictions afin d’optimiser les données de l'expérience. »

Autre exemple de la performance remarquable de la machine, un niveau de luminosité intégrée de 22 fb-1 a déjà été atteint alors qu’il reste presque deux mois d’exploitation cette année. Cette valeur est très proche de l’objectif de 25 fb-1 fixé pour 2016 (4 fb-1 de plus que l'année dernière) et équivaut à 2 200 milliards de collisions.

La luminosité est un indicateur important de la performance d’un accélérateur. Elle correspond au nombre de collisions susceptibles de se produire en un temps donné. La luminosité intégrée, quant à elle, (mesurée en femtobarns inverses, fb-1) est le nombre cumulé de collisions potentielles. Au sommet de sa performance, le LHC atteint environ un milliard de collisions proton-proton par seconde, ce qui augmente la probabilité des processus les plus rares à très haute énergie.

Le SPS connaît actuellement une petite défaillance qui pourrait être aggravée par une intensité de faisceaux élevés. C'est pour cette raison que le nombre de paquets envoyés dans le LHC par injection est limité à 96, contre 288 en temps normal.

« Dès que le problème sera résolu, lors du prochain arrêt technique de fin d'année, nous pourrons encore augmenter le nombre de paquets injectés. L’année prochaine, nous devrions pouvoir atteindre de nouveaux records », se réjouit Mike Lamont.