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L’arrêt technique de deux ans touche à sa fin

Il y a deux ans, les accélérateurs et expériences du CERN étaient mis en arrêt technique afin de préparer le redémarrage du LHC à 13 TeV

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CERN's two-year shutdown drawing to a close

Soudeur renforçant des jonctions électriques entre dipôles sur le Grand collisionneur de hadrons (Image : CERN)

Il y a deux ans, le 14 février 2013 à 7 h 24 exactement, l’équipe du Centre de contrôle du CERN arrêtait les faisceaux dans le LHC, marquant ainsi la fin d’une campagne d’exploitation de trois ans de l’accélérateur. Depuis lors, des centaines d’ingénieurs et de techniciens réparent et renforcent les accélérateurs et les expériences pour préparer le LHC à fonctionner à plus haute énergie. À quoi ont servi ces travaux ?

Lorsque le LHC redémarrera cette année, l’énergie des collisions de particules sera de 13 TeV (soit 6,5 TeV par faisceau contre 8 TeV (4 TeV par faisceau) en 2012. Grâce à cette énergie plus élevée, les physiciens pourront élargir le champ de leurs recherches à de nouvelles particules et mettre à l’épreuve des théories jusque-là invérifiables.

Pour préparer la machine à cette énergie très élevée, 18 des 1232 dipôles supraconducteurs, qui guident la trajectoire des faisceaux de particules tout au long de l'accélérateur, ont été remplacés, pour tenir compte de phénomènes d'usure. Plus de 10 000 jonctions électriques entre dipôles ont été équipées de shunts – de petits dispositifs métalliques par lesquels une partie du courant (11 000 ampères) peut transiter en cas de défaillance d’une interconnexion. La machine fonctionnera à plus haute tension afin de produire des faisceaux d’énergie plus élevée, et a été équipée de nouveaux systèmes électroniques résistant aux radiations. Le système de vide, qui maintient le tube de faisceau exempt de molécules égarées, a été amélioré, et le système cryogénique destiné aux dipôles supraconducteurs du LHC a été rénové. 

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Un soudeur utilise un outil de soudage orbital sur mesure pour sceller une jonction entre deux dipôles sur le LHC (Image : Maximilien Brice/CERN)

L’intervalle de temps entre deux paquets de protons sera ramené de 50 à 25 nanosecondes. Le LHC produira par conséquent davantage de particules par unité de temps, et davantage de collisions pour les expériences. Pour se préparer à faire face à davantage de collisions, les expériences LHC, parmi lesquelles ALICE, ATLAS, CMS et LHCb, ont mis en œuvre des programmes complets de consolidation et de maintenance, comprenant des travaux d’amélioration de leurs sous-détecteurs et de leurs systèmes d’acquisition de données.

Le département IT du CERN a acquis et installé près de 60 000 nouveaux cœurs de processeurs et plus de 100 pétaoctets de mémoire disque supplémentaire afin de supporter la quantité accrue de données attendue par les expériences durant la deuxième période d’exploitation. Des améliorations notables, consistant notamment en l’installation de nouveaux systèmes d’alimentation sans coupure, ont également été apportées à l’infrastructure de réseau.

Lorsque le LHC redémarrera au printemps, les accélérateurs et les expériences du CERN seront prêts.

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Un artiste 3D a disséqué le LHC dans cette image de synthèse, montrant une section en découpe d’un dipôle supraconducteur. Les tubes de faisceau sont représentés par des tubes transparents, les faisceaux de protons circulant en sens inverse étant représentés en rouge et en bleu (Image : Daniel Dominguez/CERN)