Pendant cinq jours cette semaine, le Grand collisionneur de hadrons stoppe les collisions de protons pour subir une multitude d’essais. Les spécialistes des accélérateurs ont en effet besoin de tester le LHC en dehors de son régime de croisière et il ne leur reste que quelques semaines pour le faire. À la fin de l’année, les accélérateurs du CERN seront mis à l’arrêt pour un grand programme d’amélioration de deux ans : l’objectif est de redémarrer avec un complexe d’accélérateurs rénové, des faisceaux plus intenses et de plus haute énergie. Pour préparer cette nouvelle étape, ainsi que la suivante, celle du LHC à haute luminosité, les scientifiques effectuent des recherches.
« Nous avons beaucoup de demandes de la part des équipes du CERN car ces périodes de développement machine permettent de tester les composants en conditions réelles et de vérifier les simulations », indique Jan Uythoven, responsable du programme de développement machine. Pas moins de vingt-quatre tests sont au programme de cette troisième période d’essais de l’année.
L’un des grands sujets de recherche porte sur les perturbations de faisceaux, phénomène traqué par les opérateurs du LHC. Lorsque les faisceaux deviennent instables, ils sont en effet obligés de les stopper en les éjectant vers l’arrêt de faisceau. « Pour conserver des faisceaux stables de haute intensité, nous devons améliorer les réglages du LHC et nos connaissances en la matière », confirme Jan Uythoven. De nombreuses recherches visent donc à comprendre ces instabilités : les opérateurs en provoquent délibérément et étudient le comportement du faisceau.
Ils testent également une nouvelle optique pour le LHC à haute luminosité, autrement dit la manière de régler les aimants pour augmenter la concentration des faisceaux aux points de collision. Un autre sujet d’étude porte sur la chaleur générée par de futurs faisceaux plus intenses, laquelle porte la température au cœur de l’aimant à la limite de ce qui est acceptable pour maintenir l’état supraconducteur. Enfin, des essais sont également menés sur de nouveaux composants. Des collimateurs innovants ont notamment été mis en place en début d’année. Les collimateurs sont des équipements de protection qui stoppent les particules s’écartant de la trajectoire pour éviter qu’elles n’endommagent l’accélérateur.
Après ces cinq jours d’essais, le LHC prendra une vraie pause pour un arrêt technique de cinq jours au cours duquel les équipes effectueront des réparations et opérations de maintenance. L’arrêt technique sera suivi de cinq semaines de collisions avec des protons avant la prochaine période de développement machine et l’exploitation avec des ions plomb.