Nouveau calendrier pour les accélérateurs du ...

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Par Mike Lamont

Mike Lamont is Director for Accelerators and Technology

4 octobre, 2024

Lors de la session de septembre du Conseil du CERN, nous avons présenté un calendrier révisé pour le troisième long arrêt (LS3) du Grand collisionneur de hadrons (LHC) et de son complexe d'injecteurs. Selon ce nouveau calendrier, l'arrêt débutera plus tard et durera plus longtemps.

Le troisième long arrêt du LHC devrait ainsi commencer début juillet 2026, sept mois et demi plus tard que prévu initialement. La durée totale de l'arrêt est allongée d'environ quatre mois. Du fait de ces deux mesures, le démarrage du LHC à haute luminosité (HL-LHC) (quatrième période d'exploitation) est reporté d'environ un an, à juin 2030. Les injecteurs continueront à fonctionner durant tout juillet et août 2026, et un intense programme de travail commencera en septembre 2026. Les injecteurs reprendront progressivement du service en 2028. Un calendrier plus détaillé sera défini dans les semaines à venir.

Des défis complexes et des solutions collaboratives

Le report du début du LS3 est principalement dû à d'importantes difficultés rencontrées pendant les améliorations de phase II des expériences ATLAS et CMS, qui ont réduit la marge de manœuvre concernant le calendrier et induit des risques considérables à cet égard. Les difficultés rencontrées par les équipes des expériences sont liées, entre autres, aux conséquences de la pandémie de COVID-19 et de l'invasion de l'Ukraine par la Russie. En ce qui concerne ATLAS, le nouveau trajectographe interne (ITk) est sur le chemin critique ; quant à CMS, la marge de manœuvre est mince pour les projets de trajectrographe et de calorimètre à haute granularité (HGCAL).

Préparatifs en vue de la haute luminosité

Le forage à la verticale de 28 carottes pour relier les nouvelles galeries techniques du HL-LHC au tunnel du LHC est une opération essentielle à mener pendant le LS3. Il était initialement prévu qu'elle prendrait six mois ; en 2021, il avait toutefois été décidé de la ramener à deux mois afin d'optimiser le calendrier. Toutefois, les difficultés rencontrées lors de la procédure d'appel d'offres et les consultations qui ont eu lieu ensuite avec les spécialistes ont conduit à revenir au calendrier initial de six mois.

La décision de repousser d'environ un an le démarrage du HL-LHC et d'augmenter la durée de l'arrêt fait l'objet d'un consensus de la part de nos comités scientifiques. Cette décision a été prise à la suite de discussions approfondies qui ont débuté en milieu d'année, avec les équipes responsables des machines, les expériences et le Directoire du CERN.

Améliorations majeures : préparer l'avenir

Le LS3 est une étape essentielle pour accroître les capacités du CERN. Il sera procédé à des améliorations majeures pour que le LHC se mue en LHC à haute luminosité (HL-LHC) ; ATLAS et CMS subiront également des mises à niveau importantes. Ces améliorations sont conçues pour augmenter considérablement les capacités des expériences en termes de luminosité et de collecte de données. Elles permettront de mener un programme de physique diversifié et de grande envergure, qui maintiendra le CERN aux avant-postes de la physique des hautes énergies jusqu'au début des années 2040.

Outre ces améliorations en vue du HL-LHC, un vaste programme de travaux seront menés durant le LS3 dans l'ensemble du complexe d'accélérateurs et sur de nombreux projets essentiels, notamment :

• La phase 1 du projet de consolidation de la zone Nord, afin d'accroître sur le long terme nos capacités de recherche avec des cibles fixes. Il s'agira tout d'abord de transformer ECN3 en une installation à cibles fixes de haute intensité.
  
• Le démontage de la cible de CNGS, pour ouvrir la voie à une recherche améliorée sur l'accélération par champ de sillage plasma à AWAKE.
  
• Des améliorations à ISOLDE, notamment le remplacement des arrêts de faisceaux vieillissants, pour permettre une exploitation à long terme et accroître le potentiel des études nucléaires auprès de cette installation.
  
• De vastes travaux de maintenance et de consolidation sur toutes les machines et les installations, notamment la rénovation des systèmes de sécurité du personnel et des galeries techniques, à des fins de sécurité opérationnelle, de longévité et de disponibilité.

Toutes ces activités sont essentielles pour assurer l'avenir à moyen terme du Laboratoire et permettre d'exploiter pleinement son remarquable potentiel dans les décennies à venir.

L'examen de l'état de préparation en vue du LS3, qui a eu lieu du 11 au 13 septembre, a mis en évidence l'ampleur de la tâche et montré que nous étions bien préparés, grâce à l'expérience considérable acquise lors des arrêts précédents, ainsi qu'à l'engagement des équipes et des parties prenantes, afin que toutes ces mises à niveau et modifications d'envergure soient un succès.

Lorsqu'on évoque les performances exceptionnelles de l'ensemble du complexe d'accélérateurs et de son infrastructure technique, comme en témoigne les 110 fb^-1 de données collectées à ce jour depuis le début de l'année par ATLAS et CMS, il faut avoir à l'esprit que les importants travaux menés lors des longs arrêts et des arrêts techniques sont déterminants pour la poursuite de notre succès.

(Image: Jean-Philippe Tock)

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