La mise en service avec faisceau avance de manière satisfaisante dans l’ensemble du complexe d’accélérateurs, les opérations ayant été menées à bien jusqu’au bout dans les premières machines de la chaîne. La semaine passée, les premières expériences ont commencé leurs activités dans la zone Est, desservie par le PS, et d’autres suivront prochainement.
Si, dans l’ensemble, la mise en service avec faisceau se passe bien, des difficultés sont apparues en cours de route, mettant en lumière la complexité des opérations en cours. La semaine passée, certains éléments de l’une des structures accélératrices du Linac 4, plus précisément les unités CCDTL (linacs à tubes de glissement à cavités couplées) 3 et 4, ont présenté quelques problèmes. Les deux CCDTL sont reliés à un klystron*, c’est-à-dire un amplificateur de micro-ondes haute puissance, indispensable pour fournir de la puissance accélératrice aux structures, lesquelles, à leur tour, transfèrent cette puissance aux protons pour les accélérer.
La chaîne d’amplification à haute tension et haute fréquence, klystron compris, a connu de fréquents claquages, ce qui a entraîné une chute importante de la tension d’accélération dans les deux CCDTL. Ce dysfonctionnement a fortement affecté le faisceau, le rendant inutilisable pour le Booster du PS. Des experts sont intervenus à plusieurs reprises, dans un premier temps pour affiner les paramètres de la chaîne d’amplification, puis pour nettoyer et remplacer divers éléments soupçonnés d’être à l’origine de ces anomalies.
Au 22 mars, un ensemble de paramètres avait été défini pour pouvoir accélérer des faisceaux à faible intensité de protons, ce qui a permis de poursuivre les activités de mise en service dans les machines en aval, y compris le LHC. Toutefois, ces paramètres ne permettaient pas de générer des faisceaux présentant toutes les caractéristiques requises pour la physique ces prochaines semaines. Le 24 mars, des experts de différents groupes se sont réunis au Centre de contrôle du CERN (CCC) pour procéder à une évaluation finale. L’objectif était de déterminer si le klystron devait être remplacé.
Une fois les paramètres permettant une accélération de faisceaux à haute intensité rétablis, le faisceau a été remis en circulation. Malheureusement, durant la première heure, deux claquages à haute tension se sont produits, amenant l’équipe à conclure que le klystron devait être remplacé.
Pour que les activités de mise en service puissent se poursuivre dans les machines en aval, les paramètres permettant d’accélérer le faisceau à basse intensité ont été rétablis. Les opérations ont pu se poursuivre jusqu’au lundi matin, date à laquelle le processus de remplacement du klystron a débuté. Lors d’une intervention de ce type, il faut en général deux à jours avant de pouvoir reprendre une exploitation avec faisceau.
En attendant, les activités de mise en service dans les machines en aval ont été suspendues et le démarrage de la physique auprès de l’installation n_TOF, desservie par le PS, prévu initialement le 25 mars, a été repoussé. Par contre, la mise en service des faisceaux secondaires de la zone Nord, prévue le 25 mars, a été avancée au 22 mars. Ainsi, le dysfonctionnement dans un élément du Linac 4 n’a pas eu d’incidence sur le calendrier général de la zone Nord, où le lancement de la physique est toujours fixé au 10 avril.
Dans le Linac 4, l’ancien klystron a été enlevé et le nouveau a été installé, puis a subi tous les tests, achevés le 26 mars, en fin de journée. Le faisceau a été envoyé au Booster du PS à 17 heures, et à 21 heures, les activités de mise en service avec faisceau du LHC reprenaient. Elles se poursuivent normalement depuis.
Le 27 mars, des collisions tests à l’énergie visée de 6,8 TeV ont eu lieu au LHC. Il ne s’agissait pas encore de faisceaux stables, ce qui signifie que les expériences n’ont pris aucune donnée. Les collisions pour la physique à 6,8 TeV devraient avoir lieu le 8 avril.
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* Un klystron est un amplificateur de micro-ondes à haute puissance utilisé pour produire des signaux radiofréquence (RF) haute puissance à une fréquence donnée. Il fonctionne selon le principe de la modulation de vitesse, où des paquets d’électrons sont accélérés puis décélérés à l’intérieur d’une cavité résonante. Ce processus de modulation amplifie le signal RF.