Dernières nouvelles des accélérateurs : résis...

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1 août, 2024

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Par Rende Steerenberg

Bien que l'été soit enfin arrivé et qu'un grand nombre d'entre vous soient déjà en vacances ou s'apprêtent à partir, l'heure n'est pas au relâchement pour le complexe d'accélérateurs. L'été est en fait une période très productive pour la physique : en juillet, le LHC fournissait des collisions pendant près de 55 % du temps.

Durant l'été, les activités prévues sont principalement axées sur la production pour la physique, ce qui signifie un nombre de cycles plus élevé pour les expériences et peu d'interruptions. Des températures élevées, en particulier lorsqu'elles s'accompagnent d'une forte humidité, peuvent toutefois s'avérer problématiques pour le refroidissement des accélérateurs. Nombre de systèmes de l'accélérateur, notamment les systèmes cryogéniques grâce auxquels les aimants du LHC restent froids et supraconducteurs, sont tributaires des tours de refroidissement. Or la chaleur et l'humidité extérieures réduisent la capacité de refroidissement de ces tours.

Les températures élevées peuvent également affecter les bâtiments qui abritent des équipements critiques, tels que les convertisseurs de puissance, l'électronique destinée à l'instrumentation de faisceau et l'électronique radiofréquence. Ainsi, le fait que, dans le bâtiment de surface 2475 du LHC, situé au-dessus du point 4 du LHC, la température ait récemment augmenté de 2 à 3 °C a entraîné un déplacement notable du point de collision le long de l'axe longitudinal du faisceau dans les détecteurs des quatre expériences du LHC (voir graphique pour l'expérience ALICE). Résultat : les collisions ne se produisaient plus au cœur des expériences.

Positionnement du point de collision dans le détecteur ALICE le long de l'axe longitudinal du faisceau. Entre le 15 et le 16 juillet, on voit clairement que le point de collision initialement situé à 2,5 mm du cœur du détecteur s'est déplacé à environ 7 mm de celui-ci. (Image: CERN)

Les experts du groupe Refroidissement et ventilation du département EN ont ainsi dû intervenir pour ajuster la régulation de la température. Les spécialistes des opérations du LHC ont établi que, à chaque degré celsius d'augmentation dans le bâtiment, le point de collision se déplace d'environ 1,5 mm. Voilà pourquoi il est important que les températures restent stables dans ces bâtiments, en particulier pendant les journées les plus chaudes de l'été.

Autre défi de l'été : les orages, de plus en plus fréquents. Les éclairs associés à ces orages peuvent provoquer des perturbations électriques, susceptibles d'arrêter certains équipements de l'accélérateur et donc d'interrompre le faisceau. Chose intéressante, généralement, ce ne sont pas les orages se produisant juste au-dessus du CERN qui causent ces problèmes, mais ceux qui touchent les zones situées près des lignes électriques à haute tension.

Au fil des ans, les groupes chargés des équipements ont travaillé d'arrache-pied pour rendre le complexe de l'accélérateur plus résistant aux perturbations électriques, et leurs efforts ont porté leurs fruits. Impossible toutefois de rendre tous les équipements complètement insensibles aux perturbations électriques. Ainsi, lorsque vous voyez des lumières clignoter chez vous pendant un orage, ayez une pensée pour les opérateurs et les spécialistes des équipements du CERN, qui sont probablement en train de s'affairer à rétablir la production de faisceaux dans nos accélérateurs.

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