L'avenir du LHC prend forme

Vue transversale d’un modèle court des quadripôles du LHC à haute luminosité. (Image : Robert Hradil, Monika Majer/ProStudio22.ch)

Alors que le Grand collisionneur de hadrons LHC entame une nouvelle saison de prise de données, des scientifiques et des ingénieurs du monde entier travaillent à développer son amélioration, le LHC à haute luminosité. Ce LHC amélioré, qui entrera en service en 2026, augmentera le nombre de collisions d’un facteur cinq à dix. Avec beaucoup plus de collisions, les physiciens pourront étudier en détail les phénomènes découverts par le LHC.

Cette amélioration majeure implique d’installer de nouveaux équipements sur 1,2 des 27 kilomètres de l’accélérateur. De nouveaux aimants sont parmi les composants clés à installer : environ 100 aimants de 11 nouveaux types sont en cours de développement.

De aimants quadripôles plus puissants seront ainsi placés de chaque côté des détecteurs ATLAS et CMS. Leur rôle est de resserrer les paquets de particules afin d’accroître la probabilité de collisions au coeur des deux expériences. Ces aimants de focalisation utilisent une technologie innovante, basée sur le matériau supraconducteur niobium-étain, qui permet d’atteindre un champ magnétique 50% supérieur à celui généré par les aimants supraconducteurs actuels du LHC formés de niobium-titane.

Ces nouveaux quadripôles sont maintenant dans la phase de fabrication de prototypes : des modèles courts ont été développés afin d’évaluer la stabilité de la conception et de la structure mécanique. L’année passée, deux modèles de quadripôle courts de 1,5 mètre de long ont été testés au CERN et au Fermilab, aux Etats-Unis. Un troisième passera bientôt des essais au CERN. En janvier, une bobine complète de 4,5 mètres – une longueur record sur le plan mondial pour un aimant de ce type destiné à un accélérateur – a été testée au Laboratoire national de Brookhaven, aux États-Unis. Pendant ce temps, au CERN, l’enroulement de bobines de 7,15 m de long pour les aimants définitifs a commencé. 

Les nouveaux aimants sont développés dans le cadre d’une collaboration entre le CERN et le projet LHC-AUP (LHC Accelerator Upgrade Project), auquel participent trois laboratoires des États-Unis. 

Cet article est un extrait d’un article publié ici.

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Des sous-titres en Français sont disponibles depuis le site youtube du CERN, en changeant la langue dans l'onglet "paramètres". (Vidéo : Noemi Caraban Gonzalez/CERN)