View in

English

Dernier tour de piste pour les faisceaux du LHC

Retour sur une année passionnante pour le LHC et son complexe d'injecteurs

|

LHC dipole magnets in the tunnel
Le LHC au CERN (Image: CERN)

Le lundi 28 novembre à 6 heures, l'ingénieur en charge du LHC a actionné le commutateur : les faisceaux de protons de 2022 ont circulé une dernière fois dans le LHC avant d’être absorbés par les blocs d’arrêt prévus à cet effet. C’est ainsi que s’achève la première année de la troisième période d'exploitation (qui en compte quatre), laissant la place à l'arrêt technique hivernal, 21 semaines seulement après la toute première collision à 6,8 TeV par faisceau.

L'année 2022 a été incontestablement une année de mise en service : nos équipes ont dû faire face à des problèmes liés aux travaux d’amélioration effectués lors du deuxième long arrêt (LS2), ainsi qu’à des limitations de l'intensité du faisceau dues à la charge thermique, en particulier dans le secteur 7-8. Heureusement, ces problèmes ont été résolus de manière efficace, et des configurations de faisceau alternatives ont été testées, puis utilisées pour surmonter ces limitations.

Dans l'ensemble, la performance de la machine et des faisceaux ont dépassé les attentes initiales. Pour 2022, on tablait sur une luminosité intégrée de 25 fb-1, avec un facteur de disponibilité du faisceau de 30 %, ce qui correspond aux valeurs moyennes des années de mise en service. Dans les faits, le facteur de disponibilité du faisceau a avoisiné les 50 % pendant une grande partie de l'exploitation pour la physique, et ce, malgré deux arrêts prolongés en mai et en août-septembre, et un arrêt technique hivernal avancé de deux semaines en raison de la crise énergétique mondiale. Cette disponibilité, associée à la bonne performance du faisceau, a permis de fournir 40 fb-1 à ATLAS et à CMS. Cependant, l'exploitation avec ions plomb de quatre semaines qui était prévue à la fin de l'année a été annulée au profit de la physique avec protons.

 

home.cern,Diagrams and Charts
 

Ce nombre impressionnant de collisions au LHC n’aurait pas été possible sans la flexibilité considérable et les bonnes performances du complexe d'injecteurs – un complexe qui achevait, le 28 novembre 2022, la deuxième année de sa troisième période d'exploitation. On récolte ainsi les fruits du projet d'amélioration des injecteurs du LHC, mené pendant le LS2 ; en outre, des progrès notables ont été faits ces derniers mois s’agissant de la montée en intensité, en voie d’atteindre les paramètres faisceau du HL-LHC (de fait, le PS et son Booster ont déjà atteint ces paramètres au cours de l’année 2022).

En plus de fournir des protons au LHC, les injecteurs ont une fois de plus répondu aux besoins des programmes de physique à cible fixe, aussi riches que variés, d'ISOLDE, de la zone Est, de l'installation n_TOF, de l'usine d'antiprotons, d'AWAKE, d’HiRadMat et de la zone Nord. À titre d'exemple, le SPS a fourni à la zone Nord 2,3 x 1019 protons ̶ un record ̶ tout en améliorant la qualité de l'injection du faisceau, comme le demandaient les utilisateurs.

home.cern,Diagrams and Charts
À gauche : nombre intégré de protons envoyés à la zone Nord sur la période 2017-2022. À droite : nombre hebdomadaire de protons envoyés à la zone Nord (record à l'été 2022). (Avec la permission de K. Li)

Bien que l'exploitation avec ions plomb au LHC ait été annulée, des ions plomb ont été envoyés avec succès à la zone Nord en vue d’une exploitation pour la physique de deux semaines, au lieu de quatre comme initialement prévu. En outre, la mise en service des faisceaux d'ions du LHC superposés par glissement dans le SPS a été achevée et les expériences LHC ont enregistré quelques collisions plomb-plomb dans le cadre d'une exploitation pilote avec ions lourds de deux jours en novembre, au cours de laquelle des faisceaux superposés par glissement ont été injectés.

Aujourd'hui, ce ne sont plus des particules, mais des techniciens et des ingénieurs qui sillonnent les tunnels pour veiller au bon état du complexe d'accélérateurs et le préparer pour 2023 : une nouvelle année que l'on espère tout aussi efficace, tant sur le plan de l'exploitation que de la collecte de données.