L'une des premières collisions proton-proton observées par l'expérience ALICE en 2017, le 13 mai, pendant la phase de mise en service du faisceau du LHC. ALICE a utilisé ces premières collisions pour peaufiner son équipement et se préparer pour la nouvelle saison de physique du LHC. Crédit :CERN
La semaine dernière, les détecteurs du Large Hadron Collider (LHC) ont été témoins de leurs premières collisions de 2017. Ces collisions tests n'étaient pas destinées à la recherche en physique, au lieu de cela, ils ont été produits dans le cadre du processus de redémarrage du LHC. Mais patience, la prise de données pour la physique commencera dans quelques jours.
Depuis que les particules ont recommencé à circuler dans le grand anneau, les opérateurs du LHC ont testé et ajusté 24 heures sur 24 pour transformer le LHC en une véritable usine de collision. Leur travail consiste à former des trains de grappes, les porter au cours des prochaines semaines à plusieurs centaines puis plusieurs milliers de paquets par faisceau.
Pour établir cette ligne de production de particules, tous les systèmes de l'accélérateur doivent être parfaitement réglés. Le LHC est une machine extrêmement complexe comprenant des milliers de sous-systèmes et il faut des semaines pour tous les ajuster.
Les premières particules ont circulé le 29 avril 2017 et, peu après, les opérateurs ont commencé à travailler sur leur longue liste de réglages. Ils ont testé le système radiofréquence, qui accélère les particules. Ils ont porté l'énergie du faisceau à sa valeur de fonctionnement de 6,5 TeV. Ils ont testé le système de décharge de faisceau, qui éjecte les particules dans un bloc de graphite si nécessaire. Ils ont testé et aligné tous les collimateurs – des dispositifs en forme de mâchoire qui se ferment autour du faisceau pour absorber les particules parasites. Ils ont effectué des cycles de rampe et de compression de paquets de protons. Finalement, ils ont effectué des réglages fins des centaines d'aimants correcteurs, ajuster la trajectoire du faisceau avec une précision d'un micron aux points de collision.
Cette image montre une éclaboussure de faisceau, comme observé par l'expérience ATLAS le 29 avril, le jour du redémarrage du LHC. Les projections de faisceaux sont générées en pointant des faisceaux sur les collimateurs proches des expériences, dans ce cas à 140 mètres du point d'interaction ATLAS. Une fois le LHC remis en service, les expériences utilisent les projections de faisceau pour synchroniser leurs sous-détecteurs avec l'horloge de l'accélérateur. Crédit :CERN
Mercredi dernier, ils ont commencé à heurter les faisceaux pour pouvoir ajuster les points d'interaction au cœur des expériences. Cette étape est réalisée avec des faisceaux dits "pilotes", contenant moins de dix paquets et moins de protons que lors des essais de physique. Ces premières collisions permettent également aux expériences d'ajuster leurs détecteurs.
Dans les jours à venir, les opérateurs continueront d'ajuster et d'aligner l'équipement. Une fois toutes ces étapes terminées, ils pourront annoncer des "faisceaux stables", le signal tant attendu du début de la nouvelle saison de prise de données pour les expérimentations.
Une éclaboussure de faisceau, comme observé par l'expérience CMS le 29 avril. Contrairement aux collisions proton-proton où les particules proviennent du centre du détecteur, dans les cas d'éclaboussures, les particules traversent le détecteur horizontalement, d'un côté à l'autre. Crédit :CERN
