07 avril 2015
Le LHC à nouveau prêt à explorer les frontières de la physique
Le LHC à nouveau prêt à explorer les frontières de la physique

LHC restart run 2
crédit photo : © 2015 CERN

COMMUNIQUÉ DE PRESSE NATIONAL  CEA/CNRS   du  7 avril 2015

Les faisceaux de protons ont à nouveau parcouru le LHC le 5 avril 2015, après plus de deux ans d’arrêt. Le Grand collisionneur de hadrons, en maintenance depuis le 14 février 2013, est donc prêt à fonctionner pour permettre, durant les prochaines semaines, une montée d’énergie progressive des faisceaux, devant atteindre le record de 13 TeV1. Les chercheurs pourront ensuite préparer la reprise des expériences avec les premières collisions de particules, prévues pour le début d’été 2015. Les équipes du CNRS et du CEA, qui ont accompagné la maintenance de cet outil exceptionnel et participé aux développements technologiques sur les détecteurs, attendent avec impatience ces premières collisions, prémices de nouvelles découvertes aux frontières de la physique.

 

Pendant les deux années d’arrêt du LHC, les ingénieurs, techniciens et chercheurs coordonnés par le CERN ont consolidé l’accélérateur afin de le rendre plus puissant : nouveaux aimants, joints électriques renforcés, système cryogénique amélioré et fréquence de collisions plus élevée. Après deux ans de travaux, le Grand collisionneur de hadrons est désormais prêt à fonctionner, et l’énergie des faisceaux va progressivement être amenée à 6,5 TeV chacun, permettant de générer des collisions de particules à 13 TeV. Cette énergie, presque deux fois plus élevée que celle utilisée lors de la première phase de fonctionnement (de mars 2010 à février 2013), permettra aux chercheurs d’explorer de nouveaux territoires de la physique : découvrir de nouvelles particules, trouver des indices de la matière noire, mesurer précisément les différences des propriétés de la matière et de l’antimatière et mesurer les caractéristiques du plasma quarks-gluons, état de la matière qui a existé pendant quelques millionièmes de seconde, juste après le Big Bang.

 

 
Le LHC à nouveau prêt à explorer les frontières de la physique

vues des évènements "beam spash" dans les détecteurs Atlas et CMS
crédit : Atlas et CMS collaboration

Les équipes du CNRS et du CEA ont été mobilisées pour la maintenance et les améliorations apportées aux détecteurs du LHC, sur les 4 expériences Atlas, CMS, Alice et LHCb. L’expérience Atlas a bénéficié d’un ajout particulier : elle est désormais dotée d’une quatrième couche de pixels, dite IBL, insérée à l’intérieur du détecteur, au plus près du faisceau et du point de collision des protons du LHC. L’IBL est un petit sous-détecteur de 60 cm de long, à la pointe de la technologie, construit par 47 instituts de recherche dans 15 pays avec des contributions majeures de laboratoires du CNRS. Il permettra à la collaboration Atlas de mesurer la trace des particules émises avec une plus grande précision.

Les équipes du CNRS et du CEA ont également contribué à perfectionner les algorithmes de calcul et augmenté leurs capacités de traitement et de stockage de données lors de ces deux ans d’arrêt. Il s’agit en effet d’être opérationnel pour traiter au mieux la masse de données qui sera générée à cette nouvelle énergie, et qui rend plus complexe encore la structure des événements.

 

 Que se passe t-il dans les détecteurs ?

A l’occasion de la circulation de ces premiers faisceaux, les détecteurs, avides de reprendre du service ont été « allumés » par des évènements « beam spash ».

Il y a un seul faisceau (un seul paquet ~ 10protons) qui circule dans le LHC, donc pas de collisions de faisceaux. Mais alors d’où viennent ces coups dans le détecteurs ? Ces évènements "splash" sont obtenus après l’interaction des protons  avec un collimateur fermé, placé à 140 m avant le détecteur.

 

 

 

 
Le LHC à nouveau prêt à explorer les frontières de la physique

Evénement "splash" dans le spectromètre à muons de l'expérience ALICE. Tous les détecteurs n'étaient pas allumés.

 

L'image ci-contre est l'exemple d'un événement "splash" dans le spectromètre à muons de l'expérience ALICE. On voit les 5 stations du "Muon Tracking" allumés par le flux important de particules (~50% des pads touchés). Le détecteur vert totalement à gauche (non allumé) est le "Muon Trigger qui n’était pas sélectionné pour l’affichage ici. Sur la droite on aperçoit les détecteur de la partie centrale d’ALICE.

 

 

 

 
Le LHC à nouveau prêt à explorer les frontières de la physique

le lapin de Pâques
crédit : ©Lison Bernet

 

La BD de Lison Bernet : A Pâques, les faisceaux entrent dans le LHC 

À l’occasion du redémarrage du LHC, Lison Bernet publie des dessins  avec toujours autant d'humour.

 

 

 

Pour plus d’informations :

 

Maj : 10/04/2015 (3567)

 

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