LHC Report: intensity ramp-up – familiar demons

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La première campagne de « nettoyage » s’est terminée le vendredi 3 juillet ; la machine est à présent parfaitement astiquée et prête pour l’exploitation avec un faisceau ayant des paquets séparés par des intervalles de 50 ns. La voie est maintenant libre pour passer à la première phase de l’étape dite de montée en intensité des faisceaux. Ces deux dernières semaines, le nombre de paquets par faisceau a été porté de 3 à 476, en passant par des périodes intermédiaires avec 50, 144 et 300 paquets par faisceau.

Afin de vérifier que tous les systèmes fonctionnent parfaitement bien, les opérateurs ont besoin d’au moins trois cycles de remplissage et 20 heures avec des faisceaux stables sans problème important. Une liste de contrôles complète est alors signée par les experts des systèmes, puis l’on passe à l’étape suivante de l’augmentation du nombre de paquets. Sont notamment vérifiés les systèmes suivants : protection des aimants, radiofréquence, instrumentation de faisceau, collimation, exploitation, retour d’information, arrêt de faisceau et injection.

L’augmentation de l’intensité totale du faisceau entraîne un certain nombre de difficultés opérationnelles, et cette intensité plus élevée exige de prêter attention à plusieurs détails importants, allant d’une bonne optimisation de l’injection à un contrôle suffisamment bon des paramètres-clés du faisceau, tels que le réglage, la chromaticité et la fermeture de l’orbite.

Le fait d’augmenter l’intensité totale du faisceau a fait survenir deux problèmes importants déjà connus. Tout d’abord, les objets tombants non identifiés (UFO), des petites pièces ou débris qui tombent à travers le faisceau et causent des pertes de faisceau localisées. Ils ont comme prévu été observés et ont causé des arrêts de faisceau lors de la montée en intensité et même, à haute énergie, des transitions résistives dans les aimants. L’objet couché non identifié (ULO) situé près du point 8, qui a été associé avec des UFO relativement grands, a particulièrement retenu l’attention. La situation était normale dans cette zone récemment mais, au début de la semaine, deux montées en intensité ont été perdues à cause de la présence d’UFO près de l’ULO. Pendant la première période d’exploitation, le nombre d’objets tombant non identifiés observés a progressivement baissé. Nous espérons qu’un processus de conditionnement semblable se produira pendant la deuxième exploitation.

La première période d’exploitation a permis d’acquérir une grande expérience sur les effets du rayonnement sur les équipements électroniques situés dans le tunnel. Cette question a été gérée grâce à une campagne bien coordonnée pendant le LS1, lors de laquelle plusieurs mesures de différents types ont été prises pour atténuer ces effets, notamment le déplacement et le blindage d’équipements électroniques. Toutefois, une faiblesse spécifique dans les composants du système de protection contre les transitions résistives a été décelée après la montée en intensité du faisceau. Celle-ci ne compromet pas la sécurité de la machine, mais elle entraîne des arrêts de faisceau prématurés. Des mesures d’atténuation ont été testées dans le tunnel et nous espérons que ce problème ne gênera pas trop la progression du programme.

La semaine prochaine, le LHC entre pour cinq jours dans une période de développement de la machine, qui sera suivie d’une période de nettoyage de deux semaines, visant à préparer l'accélérateur pour l’exploitation avec un intervalle de 25 ns.