Comme vous le savez par un précédent article du Bulletin, le SPS est à présent doté d’un nouveau dispositif d’arrêt de faisceaux au point 5 de l’accélérateur. Long de neuf mètres et doté d’un blindage constitué d’acier, de béton et de marbre, ce nouvel équipement a été construit dans le cadre du projet d’amélioration des injecteurs du LHC (LIU), en vue du futur LHC à haute luminosité (HL-LHC). « Sa mise en service a eu lieu en avril 2021, lors du redémarrage du SPS post-LS2. Tout s’est déroulé comme prévu, se félicite Antonio Perillo Marcone, ingénieur en charge du projet au sein de la section SY-STI-TCD. Grâce aux nouveaux instruments qui équipent l’arrêt de faisceaux, nous pouvons désormais suivre l’absorption des particules en temps réel, notamment à l’aide du nouveau système de surveillance de l’instrumentation de faisceau, qui enregistre le profil du faisceau lorsqu’il pénètre dans le volume du dispositif d’arrêt. De nouvelles sondes permettent par ailleurs de contrôler la température au cœur de l’absorbeur. » Outre le suivi en temps réel, les données transmises par ces nouveaux outils sont également précieuses pour affiner les modèles numériques utilisés plus généralement pour le développement des dispositifs d’arrêt, d’importance grandissante pour les projets futurs du CERN.

Mais avant d’aller percuter l’arrêt de faisceaux, les particules en circulation dans le SPS doivent être déviées de leur trajectoire grâce aux aimants de déflexion rapide : « Six de ces aimants ont été installés dans la section droite longue 5 du SPS, qui mène au dispositif d’arrêt – cinq d’entre eux équipaient déjà le SPS auparavant, le sixième a été construit en plus pour répondre à l’augmentation de l’intensité des faisceaux du futur HL-LHC et à la nouvelle configuration du système d’arrêt de faisceaux du SPS », indique Étienne Carlier, chef du projet d’amélioration du dispositif d’arrêt de faisceaux du SPS. Au cours de sa mise en service dans l’accélérateur, le nouvel aimant a malheureusement révélé des insuffisances inattendues : « Lors des tests in situ, l’aimant n’a pas supporté les tensions électriques supérieures à 35 kV, sa tension nominale maximale d’opération. Cela nous a surpris, car ces mêmes tests s’étaient déroulés sans problème jusqu'à 38 kV pendant la phase de validation réalisée en surface avant l’installation », explique Étienne Carlier. L’inspection, après ouverture, de l’aimant de réserve, en tout point identique, ont permis de mettre le doigt sur le problème : « Il est apparu que de petits supports en céramique, appelés colonnettes, étaient à l’origine des problèmes de tenue en tension, poursuit Etienne Carlier. Nous avons donc remplacé ces pièces dans l’aimant de réserve, que nous avons installé dans le SPS à la place de l’aimant défectueux pendant l’arrêt technique hivernal (YETS). »

L’aimant de réserve, qui fonctionne à sa tension nominale depuis le redémarrage avec faisceau, a été reconditionné dans la machine pendant l’arrêt, pour des tensions allant jusqu'à 38 kV. Son conditionnement avec faisceau est en cours, car, l’aimant étant complètement neuf, il rejette de nombreuses particules – un processus normal qu’on appelle le « dégazage ». Ce phénomène dégrade localement la qualité du vide, sans toutefois entraîner de conséquences pour les performances du SPS.