Rapport LHC : l'interrupteur a été basculé et les faisceaux ont été déversés

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

7 décembre 2022

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Par Rende Steerenberg

Le lundi 28 novembre à 6 heures du matin, l'ingénieur responsable du LHC a actionné l'interrupteur et les derniers faisceaux de protons de 2022 ont effectué un dernier tour autour du LHC avant d'être rejetés dans les décharges de faisceau dédiées. Cela a marqué la fin de la première des quatre années du Run 3 et le début de l'arrêt technique de fin d'année (YETS), à peine 21 semaines après la toute première collision à 6,8 TeV par faisceau.

2022 a sans aucun doute été une année de mise en service : nos équipes ont rencontré des problèmes liés aux mises à jour Long Shutdown 2 (LS2), ainsi que des limitations d'intensité de faisceau dues à la charge thermique, notamment dans le secteur 7-8. Heureusement, ces problèmes ont été efficacement résolus et des schémas de faisceaux alternatifs ont été testés et utilisés pour surmonter les limitations.

Dans l'ensemble, les performances de la machine et du faisceau ont dépassé les attentes initiales. La prévision de luminosité intégrée pour 2022 était de 25 fb-1, basée sur un facteur de disponibilité du faisceau de 30 %, ce qui correspond aux valeurs moyennes des années de mise en service. En fait, le facteur de disponibilité du faisceau pour une grande partie de l'exécution de la physique était plus proche de 50 %, malgré deux arrêts prolongés en mai et en août-septembre et le YETS plus long, qui a été avancé de deux semaines en raison de la crise énergétique mondiale. Outre les bonnes performances du faisceau, cette disponibilité s'est traduite par la livraison de 40 fb-1 pour ATLAS et CMS. Cependant, l'exploitation pilote de quatre semaines, qui était prévue à la fin de l'année, a été annulée au profit de la physique des protons.

Le LHC n'aurait pas atteint ce nombre impressionnant de collisions sans la flexibilité considérable et les bonnes performances du complexe d'injecteurs, qui a conclu sa deuxième année de fonctionnement 3 (déjà !) le 28 novembre 2022. Les injecteurs récoltent les bénéfices du LHC Injector La mise à niveau entreprise au cours du LS2 et la montée en puissance de l'intensité vers les paramètres de faisceau du HL-LHC ont fait des progrès louables au cours des derniers mois - le PS et son Booster ont en fait déjà atteint ces paramètres en 2022.

Outre l'alimentation en protons du LHC, les injecteurs ont une fois de plus servi les programmes de physique riches et variés sur cibles fixes d'ISOLDE, la zone Est, l'installation n_TOF, l'usine d'antiprotons, AWAKE, HiRadMat et la zone Nord. À titre d'exemple, le SPS a fourni un record de 2,3x1019 protons à la zone Nord tout en améliorant la qualité du déversement du faisceau, comme demandé par les utilisateurs.

Bien que l'exploitation des ions plomb ait été annulée au LHC, les ions plomb ont été introduits avec succès dans la zone Nord pour une exploitation de physique de deux semaines, contre quatre semaines auparavant. En outre, la mise en service du faisceau d'ions du LHC à empilement glissant dans le SPS s'est achevée, et les expériences du LHC ont enregistré quelques collisions plomb-plomb dans le cadre d'un essai d'ions plomb de deux jours en novembre, au cours duquel des paquets empilés à glissement ont été injecté.

Aujourd'hui, au lieu de particules, des techniciens et des ingénieurs tournent autour des tunnels pour s'assurer que le complexe d'accélérateurs est correctement entretenu et pour le préparer pour 2023 - une autre année de fonctionnement, espérons-le, efficace et de prise de données prometteuse.