L'arrêt technique hivernal annuel du CERN, ou YETS (Year-End Technical Stop), a maintenant pris fin. Le complexe d'accélérateurs du Laboratoire sortira bientôt de son sommeil pour se remettre à accélérer des particules et à les faire entrer en collision.

Bien qu’aucun proton ne circule dans le LHC depuis le 4 décembre 2017, date du début de l'arrêt technique hivernal, une foule de personnes occupaient les tunnels et cavernes d'expérimentation de la machine, effectuant des travaux de maintenance ou de réparation, ou testant des éléments pour de futurs accélérateurs.

Le vendredi 9 mars, le département Ingénierie (EN) du CERN a remis les clés du complexe d'accélérateurs au département Faisceaux (BE), qui a commencé la phase de mise en service du matériel pour 2018. Cette phase conduira au redémarrage du LHC, prévu début avril.

Le programme pour l'exploitation des accélérateurs en 2018 a été établi à l’issu de l’atelier sur la performance du LHC, qui s’est déroulé fin janvier à Chamonix. Frédérick Bordry, directeur des accélérateurs et de la technologie, a présenté les conclusions de cet atelier la semaine dernière lors d’une session pour la communauté du CERN. « L’objectif en 2018 est de fournir une luminosité intégrée de 60 fb^-1 aux expériences ATLAS et CMS et de 2 fb^-1 pour LHCb au cours des 131 jours pour la physique », a-t-il expliqué. En 2017, le LHC a délivré 50 fb^-1 de données aux deux grandes expériences en 119 jours de physique, malgré un problème de vide rencontré lors de la montée en intensité en 2017.

En 2018, les opérateurs vont pousser la configuration de compression télescopique achromatique (ATS), utilisée avec succès lors de la dernière exploitation, et qui permet de réduire la taille du faisceau (paramètre bêta*) au point de collision. Les opérateurs modifieront ce paramètre au cours d’une période d’exploitation, démarrant avec un bêta* de 30 cm, qui pourrait être réduite à 27, voire 25 cm à la fin. En 2017, le bêta * avait été réduit de 40 à 30 cm. L’idée est de niveler la luminosité de manière à éviter une luminosité trop élevée au début d’un remplissage de physique, et, ainsi, de limiter le nombre de collisions à chaque croisement de deux paquets de protons. Comme en 2017, les opérateurs joueront sur le recouvrement et l’angle de croisement des faisceaux en cours d’exploitation pour limiter la luminosité. Les équipes ont proposé aux expériences un nombre maximum de 55 à 60 collisions par croisement de paquets.

Une semaine de physique avec les protons sera consacrée à une exploitation avec des faisceaux desserrés, notamment pour l’expérience TOTEM. En fin d’année, quatre semaines sont prévues pour l’exploitation avec des ions de plomb.

Un programme de développement machine de 20 jours est également à l'ordre du jour. « De nombreuses études sont à réaliser non seulement pour le fonctionnement à court terme, mais aussi pour l’exploitation après le deuxième long arrêt technique et le LHC à haute luminosité », a expliqué Frédérick Bordry,

Une fois l’exploitation avec les ions de plomb terminée, des tests seront réalisés sur un secteur du LHC pour une exploitation à 7 TeV d'énergie par faisceau (contre 6,5 TeV actuellement). « L’objectif est de préparer le LHC à fonctionner à 14 TeV d’énergie de collision pour la troisième période d’exploitation », a expliqué Frédérick Bordry.

2018 est la dernière année de fonctionnement de la deuxième période d’exploitation du LHC (« Run 2»). « L’objectif est de dépasser les 150 fb^-1 pour le seul Run 2 », a expliqué Frédérick Bordry. C'est aussi une année importante pour toutes les installations de physique alimentées par le complexe d’accélérateurs qui ne verront pas de faisceau en 2019 et 2020. « Nous entendons maintenir la disponibilité record de 2017 afin de leur fournir le maximum de protons et d’ions, a-t-il poursuivi. Au-delà de l’exploitation pour la physique, l’année 2018 est cruciale pour le projet Amélioration des injecteurs du LHC (LIU - LHC Injector Upgrade), qui sera principalement déployé durant le LS2 (2019-2020), et pour le projet HL-LHC, dont la construction va s’accélérer. »