Le Grand collisionneur de hadrons (LHC)

Après avoir battu le record mondial des énergies atteintes dans un accélérateur de particules, le LHC poursuit ses avancées en produisant des faisceaux stables et en obtenant toujours plus de collisions aux quatre points, pendant plusieurs heures d’affilée. Pour la première fois, des faisceaux ont circulé avec plus d’un paquet de protons, ce qui a permis d’augmenter l’intensité.

Le LHC

La mise en marche d’un prototype est tout sauf une opération banale: il peut toujours y avoir des hauts et des bas; des ajustements sont forcément nécessaires et il faut suffisamment de temps pour comprendre le comportement du système. Le LHC n’échappe pas à la règle. Depuis sa remise en route il y a quelques semaines, ses prouesses ont à plusieurs reprises fait les gros titres de la presse internationale. Les premiers faisceaux ont circulé dans de bonnes conditions, les premières collisions à basse énergie se sont produites très rapidement, et la première montée en énergie s’est avérée exceptionnelle, pulvérisant les records.

Depuis, les équipes se sont attachées à augmenter le nombre de protons dans les faisceaux en circulation. Lors des premiers tests, les opérateurs ont utilisé un faisceau «pilote» contenant un seul paquet de protons. Le vendredi 4 décembre au soir, un faisceau a circulé pour la première fois avec plus d’un paquet de protons. Dimanche, aux aurores, les opérateurs ont réussi à faire circuler quatre paquets dans les deux sens du LHC, et ont annoncé des faisceaux stables à 450 GeV par faisceau.

Dans les jours qui ont suivi, l’objectif était de pouvoir franchir en toute sécurité chacune des étapes permettant d’atteindre des intensités plus élevées et de garantir des conditions stables pendant les collisions, tout d’abord à 450 GeV puis à 1,18 TeV par faisceau. Jeudi 8 décembre au soir, deux paquets par faisceau ont circulé pour la première fois à 1,18 TeV et pendant un court moment ATLAS a enregistré ses premières collisions à l’énergie record de 2,36 TeV dans le centre de masse.

Parallèlement, les spécialistes de la cryogénie sont intervenus plusieurs fois pour corriger certains paramètres; les experts du vide ont remédié rapidement à quelques imperfections dans la chaîne de pré-injection et les opérateurs ont injecté et absorbé les faisceaux afin de tester le comportement de divers éléments de la machine et de mesurer ses performances, lesquelles se sont avérées excellentes.

Avec quatre paquets par faisceau et davantage de protons par paquet, le LHC produit de plus en plus de collisions et les six expériences enregistrent le maximum de données possibles. Pendant les périodes où le faisceau est stable, elles peuvent recueillir un très grand nombre d’informations intéressantes sur leurs sous-détecteurs ainsi que sur toute la chaîne: des collisions à la distribution et à l’analyse des données. Le 28 novembre, la collaboration ALICE a sorti son premier article sur la reconstruction et l’analyse des 284 collisions enregistrées à 450 GeV par faisceau. Les résultats de cette étude sont cohérents avec les mesures réalisées par de précédentes expériences, en particulier avec le SPS lorsque celui-ci fonctionnait comme collisionneur proton-antiproton avec la même énergie de faisceau que le LHC lors de cette première phase de mise en service.

Dans les jours qui précéderont l’arrêt du LHC, prévu le 16 décembre, les opérateurs continueront d’augmenter l’intensité du faisceau, ce qui permettra de livrer aux expériences avant Noël des quantités intéressantes de données sur les collisions.

Lorsque le LHC redémarrera à nouveau en 2010, l’objectif des opérateurs sera d’augmenter progressivement l’intensité et l’énergie des faisceaux jusqu’à atteindre le niveau prévu de 3,5 TeV pour chaque faisceau, ce qui donnera le coup d’envoi au programme de physique.

Les pannes de courant… rien de plus courant

Eh bien oui, les pannes de courant peuvent arriver aussi au CERN. Mais cela n’a rien d’extraordinaire et ce n’est vraiment pas quelque chose qui peut inquiéter les opérateurs des accélér ateurs. Il est vrai, certaines pannes peuvent retarder le planning, comme celle qui a eu lieu vers 1 h10, le mercredi 2 décembre. Pour l’histoire, elle s’est produite suite à un court-circuit dans le câble principal d’alimentation du site de Meyrin.

Tout le site de Meyrin a été plongé dans le noir un court instant ; les accélérateurs qui se trouvent sur le site de Meyrin (PS, BOOSTER, injecteurs, etc.) ont été affectés par la panne, ainsi qu’une partie du centre de calcul. Le réseau secouru (génératrices Diesel) a alors pris le relais, alimentant tous les systèmes de sécurité du site ainsi que la partie principale du Centre de calcul. Les équipes de piquet sont intervenues en 30 minutes et, quelques heures plus tard, le réseau était de nouveau en fonction à l’aide d’une liaison secondaire.

Le CERN a l’un des réseaux de distribution les plus denses d’Europe ; le taux de pannes n’est pas différent de celui de la distribution publique. De plus, une rénovation de certaines installations, qui permettra de réduire le nombre de pannes, est d’ores et déjà prévue dans le planning du groupe EN/EL, responsable des installations électriques au CERN.