Un réveil plein d’énergie pour le LHC

Energie atteinte ! Mardi 9 décembre à 14h18, une étape importante a été franchie dans la remise en marche du plus grand et du plus puissant accélérateur de particules du monde.

Le secteur 6-7 du Grand collisionneur de hadrons LHC a été mis en service pour une énergie de faisceau de 6,5 TeV. Les 154 aimants dipôles supraconducteurs de ce huitième d’accélérateur ont été alimentés avec un courant de 11 000 ampères environ !

Cette intensité – environ mille fois supérieure à celle de vos appareils ménagers – est nécessaire pour générer des champs magnétiques assez puissants pour courber la trajectoire des particules d’une énergie de 6,5 TeV. C’est à cette énergie inégalée, et donc à des énergies de collisions de protons de 13 TeV, que le LHC va redémarrer au printemps prochain.

De 2010 à 2013, le LHC a été exploité jusqu’à des énergies de faisceau de 4 TeV. Cette première phase d’exploitation a permis d’engranger une moisson de résultats dans des domaines inexplorés de la physique, et en particulier de découvrir le fameux boson de Higgs. Mais le LHC a été développé pour fonctionner à de plus hautes énergies encore. Pour y parvenir, la machine a été stoppée pendant près de deux ans afin de renforcer les circuits électriques des aimants principaux. Les 1700 interconnexions entre les aimants supraconducteurs ont ainsi été consolidées, impliquant le renforcement de plus de 10 000 jonctions électriques supraconductrices. La remise en service des huit secteurs modifiés de l’accélérateur à l’énergie de 6,5 TeV est donc une étape clé du redémarrage.

Un peu comme des sportifs de haut niveau, les aimants doivent subir un entraînement avant d’atteindre la puissance requise. Les aimants du LHC sont supraconducteurs, c’est à dire qu’ils transportent le courant sans résistance lorsqu’ils sont refroidis. Lors de leur entraînement, on augmente progressivement le courant dans les bobines de l’aimant. Les forces générées peuvent causer d’infimes déplacements, qui peuvent provoquer des transitions résistives : les aimants passent subitement à l’état conducteur. Lorsqu’une transition résistive se produit, l’alimentation est stoppée et le courant est évacué dans de grosses résistances.

Tous les autres secteurs vont subir un entraînement similaire avant d’être prêts à fonctionner à 6,5 TeV. De nombreux autres tests vont se succéder avant que les faisceaux ne circulent à nouveau dans le grand accélérateur au printemps prochain.

Par Corinne Pralavorio

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