LHC Report: Run 1 – the final flurry
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The proton-lead run ended early on the morning of Sunday, 10 February. The run can be considered an unqualified success and a testament to the painstaking preparation by the ion team. It was followed by a few short days of proton-proton collisions at intermediate energy, after which the final physics beams of what is now being called Run 1 (2009 – 2013) were dumped at 07:24 on Thursday, 14 February.
The five weeks of operations originally scheduled for 2013 had two main objectives: the delivery of 30 inverse nanobarns with proton-lead collisions; and around 5 inverse picobarns of proton-proton collisions at a beam energy of 1.38 TeV. Both of these objectives were met.
As described in previous reports, the proton-lead run has gone remarkably well for a completely novel operational mode. However, there were some issues following the switch of beam direction on Friday, 1 February. In this exercise the ions become the clockwise beam and the experiments received lead-proton instead of proton-lead collisions. Although the issues, related to excessive beam losses in the squeeze with the two beams on markedly different orbits, were eventually resolved, the delay put the proton-proton run in jeopardy. The decision was thus made to extend 2013 operations by another 3 days.
Over 30 inverse nanobarns were delivered to ALICE, ATLAS and CMS during the proton-lead run, with 2.1 inverse nanobarns delivered to LHCb. Data was also taken by the TOTEM, ALFA and LHCf experiments. ALICE’s polarity was switched once, beam directions were changed, and luminosity calibrations were performed, as usual, with Van der Meer scans.
The proton-lead run was followed by four short days of proton-proton collisions at 1.38 TeV. To save time, these collisions were performed un-squeezed. After set-up, 4 fills with around 1,300 bunches and a peak luminosity of 1.5 x1032 cm-2s-1 delivered around 5 inverse picobarns of data to ATLAS and CMS. The requisite luminosity scans were somewhat hampered by technical problems but in the end passed off successfully, leaving just enough time for a fast, frenzied turnaround and a short final run at 1.38 TeV for ALFA and TOTEM.
Two days of quench tests began immediately after the final physics beams were dumped on Thursday, 14 February. The tests aim to establish what beam loss is actually required to quench the magnets. This will allow optimum beam loss monitor thresholds to be set when beams circulate again in 2015. Operations with circulating beams have been remarkably quench-free so far.
The LHC and injectors will stop beams at 09:00 on Saturday, 16 February, with the LHC staying cold until 4 March. During this period, powering tests will verify the proper functioning of the LHC’s magnet circuits to the 7 TeV level (excluding the main dipoles and quadrupoles) before the start of the consolidation programme.
Other (French)
L'exploitation proton-ion s’est achevée au matin du dimanche 10 février. Cette exploitation peut être considérée comme un grand succès, et témoigne de l’efficacité de la préparation menée par les équipes travaillant sur les ions. Elle a été suivie par quelques jours de collisions proton-proton à énergie intermédiaire, après quoi les derniers faisceaux pour la physique de ce que nous appellerons désormais la Période d’exploitation 1 (2009 - 2013) ont été absorbés à 7 h 24 le jeudi 14 février.
Les cinq semaines de fonctionnement planifiées pour 2013 avaient deux objectifs principaux : l'accumulation de 30 nanobarns inverses dans les collisions proton-ion, et de près de 5 picobarns inverses de collisions proton-proton à une énergie de faisceau de 1,38 TeV. Ces deux objectifs ont été atteints.
Comme nous l’avons dit dans les numéros précédents, l'exploitation proton-plomb a fonctionné remarquablement bien si l'on pense qu'il s'agissait d'un mode de fonctionnement entièrement nouveau. Toutefois, il y a eu quelques difficultés à la suite du changement de sens du faisceau le vendredi 1er février. Lors de cette opération, le faisceau d'ions a été envoyé dans le sens des aiguilles d'une montre, et les expériences ont donc reçu des collisions plomb-proton au lieu de proton-plomb. Les difficultés, liées à des pertes de faisceau excessives dans la compression (les deux faisceaux parcourant des orbites sensiblement différentes), ont été finalement surmontées. Néanmoins, le retard pris pouvait compromettre l’exploitation proton-proton. La décision a alors été prise de prolonger d’encore trois jours le fonctionnement de la machine en 2013.
Plus de 30 nanobarns inverses ont été livrés à ALICE, ATLAS et CMS au cours de l’exploitation proton-plomb, ainsi que 2,1 nanobarns inverses à LHCb. Des données ont également été acquises par les expériences TOTEM, ALFA et LHCf. La polarité d’ALICE a été basculée une fois, le sens des faisceaux a été changé et l'étalonnage de luminosité a été effectué, comme toujours, par balayage par la méthode Van der Meer.
La séquence proton-plomb a été suivie de quatre journées de collisions proton-proton à 1,38 TeV. Pour gagner du temps, ces collisions ont été effectuées sans compression. Après la préparation, 4 cycles d’environ 1 300 paquets avec une luminosité de crête de 1,5 x1032 cm-2s-1 ont permis de livrer environ 5 picobarns inverses de données à ATLAS et CMS. Les balayages requis ont été quelque peu entravés par des problèmes techniques, mais ont finalement pu être menés à bien, ce qui a laissé juste assez de temps pour effectuer sans traîner une rotation, et permettre une exploitation finale à 1,38 TeV pour ALFA et TOTEM.
Deux journées d’essais de transition résistive ont eu lieu immédiatement après l’absorption des derniers faisceaux pour la physique, le jeudi 14 février. Le but de ces essais est d’établir quelle est la perte de faisceau qui va déclencher une transition résistive des aimants. Cela permettra d’optimiser les seuils de sécurité de perte de faisceau pour la prochaine exploitation en 2015. Jusqu’à présent, on a eu étonnamment peu de transitions résistives en fonctionnement avec faisceau.
Le LHC et les injecteurs arrêteront les faisceaux à 9 h samedi 16 février, et le LHC restera froid jusqu’au 4 mars. Au cours de cette période, des essais électriques permettront de vérifier le bon fonctionnement des circuits d'aimants jusqu’à 7 TeV (à l'exclusion des principaux dipôles et quadripôles) avant le début du programme de consolidation.
La vidéo est pour l'instant uniquement disponible en anglais.
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Identifiers
- CDS
- 1514602
- CDS Report Number
- BUL-NA-2013-029
Related works
- Is published in
- Periodical issue: sv59y-6gw56 (CDS)
- Periodical issue: dm0tb-cmt66 (CDS)