Vue du LHC en 2018, avant le redémarrage de l'accelerato. Crédit :Maximilien Brice, Julien Ordan/CERN
Le Grand collisionneur de hadrons est de retour ! Le vendredi 30 mars, à 12h17, des protons ont circulé dans l'anneau de 27 km pour la première fois en 2018. L'accélérateur de particules le plus puissant du monde est ainsi entré dans sa septième année de prise de données et sa quatrième année à une énergie de collision de 13 TeV.
Le redémarrage d'un accélérateur implique bien plus qu'un simple actionnement d'un interrupteur, d'autant plus que le LHC est le dernier maillon d'une chaîne d'accélérateurs composée de cinq machines distinctes. Après les vacances d'hiver, qui a permis aux équipes d'effectuer une multitude d'opérations de maintenance, les opérateurs de machines ont progressivement remis en service les infrastructures et les accélérateurs. Début mars, les premiers protons ont été extraits de leur bouteille d'hydrogène et injectés dans le Linac2, puis dans le PS Booster. Le 8 mars, c'était au tour du synchrotron à protons (PS) de recevoir des faisceaux, puis, une semaine plus tard, le Super Synchrotron à Protons (SPS).
En parallèle, les équipes ont vérifié tout le matériel du LHC, tels que les systèmes de refroidissement cryogénique, les cavités radiofréquence (qui accélèrent les particules), les alimentations, les aimants, le système de vide et les installations de sécurité. Par exemple, pas moins de 1 560 circuits électriques ont dû être alimentés et environ 10 000 tests effectués. Ce n'est qu'une fois tous ces tests terminés que des particules ont pu être injectées dans le LHC.
"LHC page 1" montre l'état du LHC au 30 mars. La ligne bleue à droite de l'écran indique le premier faisceau circulant dans le LHC en 2018. Crédit :CERN
Toutefois, la mise en service est loin d'être terminée. Les premiers faisceaux circulant n'ont qu'un seul paquet de particules, qui contient 20 fois moins de protons qu'en fonctionnement normal. Et leur énergie est limitée à l'énergie d'injection de 450 GeV. D'autres ajustements et tests seront nécessaires au cours des prochains jours avant que l'énergie et le nombre de paquets dans chaque faisceau puissent être augmentés et les paquets comprimés pour produire les premières collisions. L'opération physique devrait démarrer en mai.
L'objectif de l'opération pour 2018 est d'accumuler plus de données qu'en 2017 :l'objectif est de 60 femtobarns inverses (fb -1 ) de luminosité intégrée (contre 50 fb -1 en 2017). La luminosité est une mesure du nombre de collisions potentielles par unité de surface dans une période de temps donnée.
En attendant les collisions dans le LHC, la prise de données commence déjà ailleurs. Les accélérateurs du CERN fournissent des particules pour un large éventail d'expériences. Le PS a déjà commencé à fournir des faisceaux à l'installation de physique nucléaire n_TOF et aux expériences du hall Est. Le programme de physique nucléaire d'ISOLDE devrait démarrer le 9 avril, tandis que le décélérateur d'antiprotons devrait redémarrer dans la seconde quinzaine d'avril.
2018 est une année importante pour les collaborations utilisant les accélérateurs du CERN, car ce sera la dernière année de Run 2. En décembre, le complexe d'accélérateurs sera à l'arrêt pour deux ans de travaux de mise à niveau visant à améliorer encore les performances et à préparer le LHC à haute luminosité.
