Dernières nouvelles du LHC: des hauts, des bas et de l'eau

Publié par Adrien le 29/06/2016 à 00:00
Source: Enrico Bravin and Stefano Redaelli for the LHC team - Copyright CERN
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L'été est là ! Mais pas de relâchement pour le LHC, qui vient d'entamer une période de quatre semaines de production de luminosité.

Dans les deux semaines qui ont suivi le premier arrêt technique (7-9 juin), la performance du LHC a une fois de plus été exceptionnelle. Grâce à une excellente disponibilité de tous les systèmes, allant jusqu'à 93% la semaine 24, il a été possible d'enchaîner les remplissages pour la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...), 60% du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) étant occupé par les collisions.


Des intensités toujours plus élevées (Image: Maximilien Brice/CERN)

Nous avons désormais dépassé la luminosité intégrée totale enregistrée en 2015 (4,2 fb^-1). La luminosité intégrée pour 2016 dépasse désormais 6 fb^-1 pour chacune des deux expériences à haute luminosité, ATLAS et CMS. Les remplissages de longue durée - plus de 20 heures - font maintenant partie de la routine, produisant dans certains cas plus de 0,5 fb^-1. À l'heure (L'heure est une unité de mesure  :) où les conférences d'été approchent, ces performances permettent de fournir aux expériences LHC une bonne quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire,...) de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) à analyser et à présenter.

Plusieurs records ont été battus à nouveau: record de luminosité instantanée, plus de 9 x 10^33 cm^-2 s^-1 le 14 juin, et record de luminosité intégrée en un seul cycle, soit environ 550 pb^-1 produits en 29 heures entre le 20 et le 21 juin. Le LHC est maintenant très proche de la luminosité nominale, 10^34 cm^-2 s^-1.

Cette période de production de luminosité a été brièvement interrompue pour la mise en service du cycle avec faisceaux à bêta étoile élevé. Contrairement à ce qui est fait lors du cycle normal pour la physique, lors d'un cycle à bêta étoile élevé, la dimension (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce...) du faisceau aux points d'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein...) est augmentée avant la collision (Une collision est un choc direct entre deux objets. Un tel impact transmet une partie de...). Pour ce cycle à bêta étoile élevé, par exemple, les fonctions bêta aux points d'interaction 1 et 5 ont été portées à 2,5 km, alors que, dans les cycles ordinaires, elles sont généralement ramenées à 40 cm. Il en résulte des faisceaux présentant une "grande" dimension (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une...) transversale (environ 1 mm) et une très petite divergence angulaire (environ 0,4 microradian) au point (Graphie) d'interaction. Ces paramètres permettent des études de grande précision sur la diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de...) à petits angles, grâce aux détecteurs de petits angles AFP, ALFA (L'alfa (de l'arabe halfa) ou sparte est une plante herbacée vivace de la famille des...) et TOTEM. Par comparaison, les dimensions transversales des faisceaux aux points 1 et 5 sont, pendant les cycles de physique ordinaires, de l'ordre de 13 micromètres, et la divergence de l'ordre de 33 microradians. La mise en service de ce cycle à bêta étoile élevé a été menée à bien en deux remplissages, sur une période d'environ 18 heures. De plus, les paramètres optiques ont été mesurés puis corrigés, avec une erreur restante de quelques pourcents seulement. Quelques étapes de validation restent à réaliser avant la campagne (La campagne, aussi appelée milieu rural désigne l'ensemble des espaces cultivés...) de physique spécialisée, prévue pour septembre.

Malheureusement, les pluies abondantes des dernières semaines, non contentes de nous saper le moral, ont aussi eu leur effet sur le LHC. Mardi 14 juin au matin, des capteurs spécifiques ont alerté les opérateurs du groupe TI (Infrastructure technique) de la présence d'eau au LHC au point 3. À cet endroit, le tunnel (Un tunnel est une galerie souterraine livrant passage à une voie de communication (chemin de...) du LHC croise un cours d'eau souterrain en provenance du Jura, et, en périodes de fortes pluies, des infiltrations d'eau peuvent se produire à l'intérieur du LHC. Plusieurs équipes ont dû intervenir pour réparer les dégâts, le plus grave étant l'infiltration d'eau à l'intérieur d'équipements électriques et électroniques du système de collimation, qui a empêché le LHC de fonctionner pendant près de 48 heures.
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