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Dernières nouvelles des accélérateurs : une nouvelle année stimulante en perspective

Alors que la pause de fin d’année, fort appréciée, est derrière nous et que nous avons pour la plupart repris le travail, le complexe d’accélérateurs, lui, hiberne encore, mais plus pour très longtemps

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Si la fin d’une campagne d’exploitation nous invite à regarder en arrière et à revenir sur nos réalisations, le début d’une nouvelle année est l’occasion idéale pour passer en revue les projets et les défis à venir. Alors que les activités de maintenance au programme de l’arrêt technique hivernal 2024-2025 battent leur plein, pour l’instant, aucun problème ou obstacle inattendu susceptible de retarder le redémarrage du complexe d’accélérateurs n’est apparu.

Chaque année, le complexe d’accélérateurs est redémarré selon un processus minutieusement planifié, qui allie flux de travail séquentiels et parallèles. Cette approche permet d’optimiser le temps disponible pour les opérations de maintenance prévues pour l’arrêt technique hivernal, tout en maximisant le temps consacré à la physique pendant la phase d’exploitation. L’objectif pour la remise en service est de livrer tous les faisceaux dans les délais impartis, avec la qualité et la performance exigées par les expériences.

Côté LHC, les activités de maintenance doivent se terminer le 13 mars, date à laquelle la responsabilité du LHC sera transférée du groupe Coordination technique du département Ingénierie (EN-ACE) au groupe Opérations du département Faisceaux (BE-OP). Les tests des systèmes d’accès et de sécurité du personnel, menés par la déléguée à la sécurité du département Faisceaux et son équipe (tests DSO) constituent la première étape cruciale pour préparer le LHC à une nouvelle exploitation. Ces tests permettront de vérifier et de valider le fonctionnement du système de sécurité, conçu pour garantir que personne ne se trouve à l’intérieur du LHC lorsqu’il est en fonctionnement et que la machine ne peut être mise en marche en la présence de personnes dans le tunnel.

Ces systèmes une fois validés, le matériel du LHC sera mis sous tension et testé de manière approfondie pendant deux semaines et demie. Ce processus se terminera par la phase de vérification de la machine, qui doit débuter le 2 avril et durera trois jours. Pendant cette période, le LHC fonctionnera comme si des faisceaux circulaient, mais à blanc, un peu comme lors de la répétition générale d’un orchestre, où tous les instruments jouent ensemble même s’ils ne sont pas encore parfaitement accordés. Une fois l’« orchestre » à l’unisson, le LHC pourra recevoir sa « partition », à savoir le faisceau de protons, et se remettra à accélérer des particules et à les faire entrer en collision dans une symphonie fantastique. 

Avant le début du programme pour la physique proprement dit, une période de six semaines sera consacrée à la remise en service avec faisceau et à la montée en intensité des faisceaux, avec l’objectif d’atteindre au 19 mai 1 200 paquets par faisceau, un nombre considéré comme significatif pour la physique.

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Les deux premiers trimestres du calendrier 2025 approuvé pour le LHC. La partie en vert allant jusqu’à la fin de la semaine 11 représente l’arrêt technique hivernal, suivi de la remise en service du matériel et de la vérification de la machine au cours des semaines 12, 13 et 14. L’injection du premier faisceau est prévue pour le 5 avril, suivie de la remise en service avec faisceau et de la montée en intensité des faisceaux. La période allant de la semaine 21 à la semaine 25 correspond à la campagne de physique avec protons. Le bloc en bleu couvrant une partie de la semaine 25 représente la période de développement machine ; enfin, en vert est indiqué un arrêt technique d’une semaine. (Image: CERN)


Les collisions de protons seront interrompues la dernière semaine de juin pour laisser place à un arrêt technique, avant une exploitation spéciale pour la physique prévue début juillet. Pour la première fois, le LHC injectera, accélérera et fera entrer en collision des ions oxygène. Après une période de réglage de quatre jours, des collisions oxygène-oxygène fourniront pendant quatre jours des données pour la physique.

Une fois la campagne avec ions oxygène terminée, une phase d’étalonnage de deux jours (balayages van der Meer) marquera le retour de la physique avec protons, annonçant un été et un début d’automne fructueux en termes de collecte de données.

La fin de la campagne de collisions de protons est prévue pour le 3 novembre et le début de la campagne avec des ions plomb le 15 novembre, pour une durée de 21 jours ; deux jours de développement machine sont ensuite programmés. Le 8 décembre à 6 heures du matin, les derniers faisceaux de 2025 seront éjectés, ce qui marquera la fin des opérations et le début du prochain arrêt technique hivernal.

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Les deux derniers trimestres du calendrier 2025 approuvé pour le LHC. La campagne de collisions oxygène-oxygène et les balayages van der Meer programmés les semaines 27 et 28 seront suivis d’une longue période de physique avec protons allant de la semaine 29 à la semaine 45. Les blocs en bleu représentent les périodes de développement machine. La phase de réglage du faisceau d’ions plomb commencera la semaine 45 et se terminera la semaine 46, en vue de la campagne de physique avec ions plomb, qui durera jusqu’au 8 décembre. (Image: CERN)


Pour que le LHC puisse être remis en service avec faisceau le 5 avril, la chaîne d’injecteurs doit naturellement pouvoir être remise en service bien à l’avance. Ainsi, les équipes doivent commencer à remettre en service la source du Linac 4 dès la semaine prochaine, le 29 janvier, afin que le Linac 4 puisse être alimenté en faisceau dès le 19 février. Une semaine plus tard, le 27 février, le faisceau du Linac 4 sera injecté dans le Booster du PS. Peu après, le 5 mars, le Booster du PS transférera son faisceau au PS en vue de la remise en service avec faisceau de ce dernier. Le SPS, quant à lui, recevra le faisceau le 14 mars pour que celui-ci soit préparé et livré au LHC avant le 5 avril.

Entre-temps, chaque machine de la chaîne d’injection préparera également des faisceaux pour les expériences à cible fixe, notamment ISOLDE, la zone Est du PS, n_TOF et la zone Nord du SPS. Des faisceaux seront également préparés pour la cible du Décélérateur d’antiprotons (AD), qui est essentielle pour produire les antiprotons nécessaires aux décélérateurs AD et ELENA. Il est ensuite prévu que la machine ELENA fournisse à ses expériences, le 28 mai, des antiprotons de basse énergie pour la physique. Les faisceaux destinés à l’expérience AWAKE et à l’installation HiRadMat seront également préparés en vue d’une première livraison, respectivement le 21 avril et le 5 mai.

Pour ce qui est de l’exploitation avec ions, le Linac 3 et le LEIR entreront en service au début du mois d’avril 2025, afin d’être prêts à livrer au PS, le 26 juin, des faisceaux d’ions oxygène. Le PS transférera ces faisceaux au SPS le 10 juin, en prévision de la campagne avec ions oxygène de quatre jours au LHC et de celle avec ions oxygène de neuf jours dans la zone Nord du SPS, qui doit débuter le 9 juillet.

Après la fin de la campagne avec ions oxygène, la chaîne d’injecteurs sera adaptée de manière à livrer des ions plomb. Ceux-ci seront fournis au LHC, à la zone Nord du SPS et à la zone Est du PS, avant l’arrêt des injecteurs prévu pour le 8 décembre à 6 heures.

Mais avant de nous projeter aussi loin, préparons-nous pour une nouvelle année qui s’annonce captivante. Restez à l’écoute ! Nous ne manquerons pas de vous donner d’autres informations sur la remise en service de notre complexe d’accélérateurs.