Vendredi 21 avril en fin d'après-midi, une nouvelle étape importante a été franchie pour la mise en service avec faisceau du LHC. À 18 h 58, avec un jour d'avance, l'ingénieur en charge du LHC a annoncé des « faisceaux stables » à 6,8 TeV. C'est la première fois en 2023 que les deux faisceaux entrent en collision à cette énergie, avec des expériences en mode d’acquisition de données. Ce n’étaient que trois paquets circulant dans le sens des aiguilles d'une montre, et trois dans le sens inverse, mais cela marque le début de la saison de prise de données ainsi que la phase de « montée en intensité » du LHC.

Au cours des trois dernières semaines de mise en service avec faisceau, de nombreux contrôles et ajustements ont été effectués pour que le LHC soit prêt à fonctionner avec des faisceaux stables. Par exemple, la validation des cartographies de pertes de faisceau : le système de collimation du LHC protège la machine et ses éléments, notamment les aimants supraconducteurs, contre tout dommage éventuel causé par le faisceau. L’équipe chargée de la collimation et des opérations doit donc s'assurer que toutes les positions et ouvertures des collimateurs sont bien réglées pour toutes les phases du cycle, depuis l'injection jusqu'à la dernière collision. Pour ce faire, l’équipe injecte quelques paquets, crée délibérément des pertes contrôlées et vérifie que ces pertes se produisent là où elles sont attendues. Si tel n’est pas le cas, il convient de revoir la hiérarchie des collimateurs. Lorsque le LHC a pour la première fois été mis en exploitation, il s'agissait d'une tâche manuelle qui prenait beaucoup de temps et nécessitait plusieurs remplissages de la machine. Aujourd'hui, le processus de cartographie des pertes est extrêmement automatisé et ne nécessite que trois ou quatre remplissages et un nombre limité d’opérateurs, même si le nombre de cartographies de pertes a nettement augmenté avec la mise en place de la procédure de nivellement de la luminosité.

Dès que les premiers faisceaux stables ont été obtenus, la phase de montée en intensité a commencé. Les équipes injecteront ainsi dans la machine de plus en plus de paquets jusqu'à ce que la circonférence de la machine soit entièrement couverte, en laissant seulement un interstice pour permettre l’entrée en action des aimants de déflexion rapide. Le remplissage total correspond à environ 2 400 paquets par faisceau, et sera réalisé progressivement : trois paquets, puis 75, 400, 900, 1 200, 1 800, et enfin 2 400 paquets. Chaque étape nécessitera au moins deux remplissages et plus de 15 heures de faisceaux stables. À la fin de chaque étape de montée en intensité, les responsables des équipements devront valider, à l'aide d'une liste de contrôle, le bon fonctionnement des équipements et du système de protection de la machine. L'étape suivante ne sera lancée qu'une fois la liste de contrôle entièrement remplie et validée.

Comme prévu, la montée en intensité a été interrompue cette semaine pour la phase de nettoyage de la machine, visant à limiter la formation de nuages d'électrons dans la chambre à vide. Ces nuages nuisent à la qualité des faisceaux et mettent à rude épreuve le système cryogénique, qui doit maintenir froid l'écran de faisceau en évacuant la chaleur causée par le bombardement d'électrons. L’opération est indispensable pour que le LHC soit prêt à recevoir des trains de paquets plus longs, afin d’atteindre le nombre recherché de 2 400 paquets environ par faisceau.

D'ici la mi-mai, le LHC devrait disposer de faisceaux stables à raison de 1 200 paquets par faisceau, ce qui permettra d'obtenir un nombre conséquent de collisions et de réaliser une acquisition de données pour la physique. Deux à trois semaines plus tard, on devrait commencer à collecter des données de physique au moyen d'une machine entièrement remplie.