Amélioration du LHC: retour sur une année un peu particulière

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Publié par Redbran le 24/12/2020 à 13:00
Source: CERN
Le COVID-19 aura bien sûr eu un impact sur les activités et le calendrier du LS2. N'empêche, les accélérateurs redémarrent.


Le nouvel aimant à septum du PS, pendant son installation dans la ligne d'injection, en juin 2020. (Image: CERN)

L'année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié...) 2020 s'achève, à notre grande satisfaction. Reste à voir ce que 2021 nous réserve... Mais oublions le coronavirus pour un moment, et regardons plutôt du côté du complexe d'accélérateurs du CERN. Car malgré les obstacles, et grâce à l'engagement des équipes, les travaux d'amélioration menés dans le cadre du deuxième long arrêt technique (LS2) se sont poursuivis cette année, et des étapes importantes ont été franchies.

Le 31 janvier, un nouvel aimant (Un aimant est un objet fabriqué dans un matériau magnétique dur, c’est-à-dire dont le...) de déflexion rapide a été installé dans le Synchrotron (Le terme synchrotron désigne un type de grand instrument destiné à l'accélération à haute...) à protons (PS), car après le LS2, le Booster (Le nom de booster (ou propulseur d'appoint) est donné au moteur-fusée qui est attaché aux...) du PS lui enverra des particules à une énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) de 2 GeV, contre 1,4 GeV auparavant. Le PS avait donc besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est...) de ce nouvel aimant et d'un nouvel aimant à septum (installé lui fin juin) pour pouvoir supporter cette augmentation de l'énergie d'injection. En juin, deux absorbeurs de faisceaux ont également été installés dans l'accélérateur.

Le 3 juillet, l'équipe chargée de la coordination du LS2 dans les accélérateurs a remis la clé du Booster au groupe Opérations. Le Linac 4 et le Booster du PS sont ainsi les deux premiers accélérateurs à avoir été mis service, un an et demi après le début du LS2.

Dans le LHC, dans le cadre du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a...) DISMAC (consolidation de l'isolation des diodes et des aimants supraconducteurs), le renforcement de l'isolation électrique des 1 232 diodes de l'accélérateur a été achevé. La dernière interconnexion a été refermée le 3 août.

En août également, des faisceaux d'ions hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) négatifs (H) de basse énergie ont traversé la première partie du Linac 4 pour la première fois depuis son raccordement au Booster. Le 20 août, les premiers faisceaux à l'énergie nominale de 160 MeV ont parcouru toute la machine jusqu'à un absorbeur spécifique situé à son extrémité et, le mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps...) suivant, les faisceaux ont atteint l'absorbeur situé juste en amont du Booster.

En septembre, les nouveaux arrêts de faisceaux externes du LHC ont été mis en place avec succès dans leurs cavernes respectives.

Du côté d'ELENA, l'anneau de décélération en aval de l'AD, le faisceau d'ions Ha atteint en octobre les expériences GBAR et ALPHA, marquant la fin de l'installation des nouvelles lignes de transfert issues du nouveau décélérateur. Ce même mois, le "nouveau" HIE-ISOLDE (High Intensity and Energy Isotope mass Separator On-Line) a reçu son premier faisceau depuis son arrêt en novembre 2018 - un faisceau de néon (Le néon est un élément chimique, de symbole Ne et de numéro atomique 10.) stable provenant d'une source indépendante, injecté dans la machine pour effectuer des réglages.


La nouvelle ligne de transfert connectant l'anneau ELENA (derrière le mur à droite) à l'expérience GBAR (à gauche). (Image: CERN)

Le Synchrotron à protons et le Supersynchrotron à protons sont retournés entre les mains du groupe Opérations les 23 octobre et 4 décembre, respectivement.

Le 15 novembre, le refroidissement d'un premier secteur du LHC, le secteur 4-5, s'est achevé avec succès ; ce secteur a été refroidi à l'hélium (L'hélium est un gaz noble ou gaz rare, pratiquement inerte. De numéro atomique 2, il...) superfluide (La superfluidité est un état quantique de la matière qui a été découvert pour la première...) à une température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) de 1,9 K (-271,3 °C), soit la température d'exploitation nominale. L'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) du LHC fonctionnera dans ses conditions cryogéniques nominales au printemps (Le printemps (du latin primus, premier, et tempus, temps, cette saison marquant autrefois le...) 2021.

De nouveaux équipements développés pour le LHC à haute luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit...) (HL-LHC) ont par ailleurs été installés dans le collisionneur (Un collisionneur est un type d'accélérateur de particules mettant en jeu des faisceaux...) au cours de l'année (voir ici et ). Et dans les grandes expériences du LHC, qui ont été particulièrement pénalisées par la crise sanitaire (Les crises sanitaires sont des pandémies importantes, qui touchent entre une dizaine de...), les travaux se poursuivent, détecteur (Un détecteur est un dispositif technique (instrument, substance, matière) qui change...) après détecteur, fibre optique (Une fibre optique est un fil en verre ou en plastique très fin qui a la propriété de...) après fibre (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se...) optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement...).

Un point sur le calendrier (Un calendrier est un système de repérage des dates en fonction du temps. Ces systèmes ont été...)

Le nouveau calendrier du LS2, validé le 23 octobre dernier par la Direction du CERN, prévoit la circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles...) des premiers faisceaux test de basse intensité dans le LHC fin septembre 2021. La troisième période d'exploitation du LHC démarrera début 2022. Les injecteurs du LHC, eux, redémarrent progressivement ce mois-ci. Les dizaines d'expériences auprès d'ISOLDE et du complexe PS-SPS (hormis les expériences avec faisceaux d'ions) pourront ainsi commencer la prise de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) dès l'été 2021. Aucun changement n'a été apporté au calendrier après 2022. Le troisième long arrêt technique (LS3) commencera début 2025 et s'achèvera mi-2027.
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