Des collisions à basse énergie pour régler les expériences

À environ 9 h 30 CET ce mercredi matin, pour la première fois depuis le redémarrage du Grand collisionneur de hadrons (LHC) après deux ans de maintenance et de réparations, l'accélérateur a produit des collisions proton-proton pour les expériences ALICE, ATLAS, CMS et LHCb, à une énergie de 450 gigaélectronvolts (GeV) par faisceau.


Ces collisions, qui ont lieu avec chacun des faisceaux de protons à l'énergie dite " d'injection ", c'est-à-dire l'énergie à laquelle ils sont injectés dans le LHC à partir du Supersynchrotron à protons (SPS), permettent aux expériences LHC de régler leurs détecteurs. Ce processus constitue également une étape importante pour préparer l'accélérateur à produire des faisceaux à 6,5 téraélectronvolts (TeV), pour des collisions à 13 TeV.

Chaque collision à basse énergie produit des gerbes de particules qui fusent à travers les nombreuses couches d'une expérience. Les équipes d'expérimentation peuvent utiliser les données ainsi produites pour vérifier leurs sous-détecteurs et s'assurer qu'ils se déclenchent au bon endroit et à l'instant précis du passage d'une particule. La reconstitution des trajectoires des particules, à partir de nombreuses parties du détecteur, aide les équipes des expériences à vérifier l'alignement et la synchronisation de différents éléments des sous-détecteurs.

Ainsi, pendant que les équipes du LHC testent l'un après l'autre chacun des éléments, des systèmes et des algorithmes, les équipes des expériences passent en revue des listes de contrôle pour confirmer que tout fonctionne parfaitement et qu'il n'y aura pas d'erreur, de bug ou de défaut quand auront lieu les collisions à 13 TeV.

Pendant ce temps, les opérateurs du LHC se trouvent à mi-chemin des huit semaines prévues de mise en service avec faisceau, pendant lesquelles les nombreux sous-systèmes de l'accélérateur sont vérifiés pour veiller à ce que les faisceaux circulent en suivant l'orbite voulue et qu'ils soient stables.  Les capteurs et les collimateurs situés tout au long de l'anneau de 27 kilomètres envoient des informations au Centre de contrôle du CERN, d'où les opérateurs peuvent ajuster à distance les faisceaux en procédant à des réglages de précision sur les positions et les intensités de champ de centaines d'électroaimants.

Alors même que le premier faisceau à 6,5 TeV a circulé avec succès dans le LHC le mois dernier, beaucoup d'autres étapes doivent encore être franchies avant que l'accélérateur fournisse aux expériences LHC des collisions à haute énergie pour la physique. Bien avant le début du programme pour la physique proprement dit, les opérateurs du LHC feront entrer en collision des faisceaux à 13 TeV pour vérifier l'orbite, la qualité et la stabilité des faisceaux.