Une fois les deux faisceaux portés à leur pleine énergie, 6,5 TeV, le processus de mise en service avec faisceau a progressé sur plusieurs plans ces deux dernières semaines. Une étape cruciale a été franchie : les opérateurs sont parvenus à faire circuler un paquet d’intensité nominale. Pendant cette opération, des pertes de faisceau soudaines ont toutefois entraîné des arrêts de faisceau à l’énergie maximale, problème qui a dû être analysé et résolu.

En 2015, le LHC verra circuler environ 2 800 paquets dans chaque faisceau, et chaque paquet contiendra un peu plus de 1 x 10¹¹ protons. Jusqu’à ces derniers jours, la mise en service se déroulait avec des paquets uniques de 5 x 10⁹ protons. Le premier paquet nominal, d’une intensité de 10¹¹ protons, a été injecté mardi 21 avril. Pour que des paquets d’une telle intensité puissent circuler en toute sécurité, il est nécessaire que l’ensemble du système de protection fonctionne correctement. Les collimateurs, qui protègent l’ouverture, sont réglés sur des valeurs préliminaires (« réglage grossier »), tous les aimants de déflexion rapide pour l’injection et l’extraction des faisceaux sont mis en service avec faisceau et synchronisés précisément, l’ouverture dans les zones critiques est mesurée avec faisceau, etc. Le système radiofréquence est réglé avec soin afin de permettre une capture sans pertes du paquet nominal injecté. Toutes ces étapes ont été franchies avec succès et la voie est maintenant libre pour déterminer les orbites de référence pour les paquets d’intensité nominale. À l’heure actuelle, les opérateurs ne peuvent pas injecter plus de quelques paquets nominaux car des tests supplémentaires doivent d’abord être menés sur les systèmes de protection de la machine. Les faisceaux d’intensité élevée ont en effet suffisamment d’énergie pour endommager des éléments de la machine si ces systèmes de protection ne fonctionnent pas parfaitement, d’où l’importance de faire preuve de prudence.

Un autre élément a occupé les opérateurs ces deux dernières semaines : quelques pertes de faisceau inattendues, provenant du faisceau circulant dans le sens inverse des aiguilles d’une montre (faisceau 2), à un endroit de l’arc situé entre le point 1 et le point 8. Les pertes ressemblaient à celles provoquées par les UFO (objets tombants non identifiés) observés pendant la première période d’exploitation du LHC. À haute énergie (6,5 TeV), les pertes ont été assez fortes pour causer une transition résistive dans le dipôle supraconducteur situé juste en aval de la perte la plus importante. Le niveau auquel les détecteurs de perte de faisceau déclenchent un arrêt de faisceau a été réduit d’un facteur deux, ce qui a évité l’apparition de transitions dans les dipôles lors de ces événements comparables au phénomène des UFO. Cependant, à 6,5 TeV, le faisceau 2 n’a pu circuler qu’un peu plus d’une heure avant d’être arrêté. L’équipe du LHC a décidé de réchauffer l’écran de faisceau des aimants du secteur 8-1 à une température d’environ 80 K et, une fois le système complet à nouveau dans les conditions d’exploitation normales, il a été possible de maintenir le faisceau en circulation à pleine énergie pendant plus de 6 heures. Toutefois, une réduction de l’ouverture d’un certain type a été mesurée à l’énergie maximale et à l’énergie d’injection, exactement à l’endroit où les pertes de faisceau étaient apparues initialement. Des analyses sont en cours pour essayer de comprendre cet « objet mobile ». L’une des prochaines étapes sera d’augmenter le nombre de paquets d’intensité nominale et d’observer le comportement de cette réduction d’ouverture.