Les anneaux de stockage à intersections

Le 27 janvier 1971, deux faisceaux de protons sont entrés en collision pour la première fois dans les anneaux de stockage à intersections (ISR).  

Cette machine a été imaginée par des physiciens dans les années 1960, à partir de l’idée que deux faisceaux de particules entrant en collision l’un contre l’autre engendreraient des énergies beaucoup plus élevées qu’un seul faisceau de particules envoyé sur une cible fixe.

Il s’agissait du premier collisionneur de hadrons du monde, et il a joué un rôle déterminant pour faire changer d’avis la communauté des physiciens, qui doutait de l'utilité des collisionneurs de hadrons. Les ISR ont fonctionné de 1971 à 1984, et ils ont détenu, jusqu’en 2004, le record de luminosité pour un collisionneur hadronique.

Les ISR étaient composés de deux anneaux entrelacés, d’un diamètre de 150 m chacun. Chaque anneau contenait un tube de faisceau entouré d’aimants guidant les particules. Les protons circulaient dans des directions opposées et entraient en collision avec une énergie maximale dans le centre de masse de 62 GeV, ce qui équivaut à l’énergie d’un faisceau de 2 000 GeV frappant une cible fixe. Le Synchrotron à protons, qui fonctionne encore à ce jour, fournissait aux ISR les faisceaux de protons.

Les ISR ont réalisé les toutes premières collisions proton-proton et proton-antiproton,  et c’est avec cette machine que le refroidissement stochastique a été développé. Cette technique réduit à la fois la dimension transversale du faisceau et la dispersion de l’énergie des particules ; elle a été adoptée pour le Supersynchrotron à protons, pour les collisions proton-antiproton, et est encore utilisée à ce jour pour le Décélérateur d’antiprotons. Les ISR ont ouvert la voie aux accélérateurs qui leur ont succédé, en donnant un aperçu des plus petits constituants des protons, que nous connaissons aujourd’hui comme les quarks et les gluons.

Environ 15 % des recherches menées auprès des ISR visaient à améliorer la machine elle-même ; celle-ci est devenue de plus en plus sophistiquée pendant les 13 ans de son exploitation. Grâce aux compétences acquises en matière d’accélérateurs à travers l’exploitation des ISR, des projets d’envergure ont pu voir la jour par la suite, comme le Grand collisionneur de hadrons.

Après l’arrêt des ISR en 1984, le CERN a centré son programme autour du Grand collisionneur électron-positon alors en projet ; le tunnel des ISR est néanmoins toujours en usage aujourd’hui pour le stockage des aimants et les travaux sur ceux-ci.

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