Période d'exploitation 1 - le tourbillon final

L'exploitation proton-ion s’est achevée au matin du dimanche 10 février. Cette exploitation peut être considérée comme un grand succès, et témoigne de l’efficacité de la préparation menée par les équipes travaillant sur les ions. Elle a été suivie par quelques jours de collisions proton-proton à énergie intermédiaire, après quoi les derniers faisceaux pour la physique de ce que nous appellerons désormais la Période d’exploitation 1 (2009 - 2013) ont été absorbés à 7 h 24 le jeudi 14 février.

Les cinq semaines de fonctionnement planifiées pour 2013 avaient deux objectifs principaux : l'accumulation de 30 nanobarns inverses dans les collisions proton-ion, et de près de 5 picobarns inverses de collisions proton-proton à une énergie de faisceau de 1,38 TeV. Ces deux objectifs ont été atteints.

Comme nous l’avons dit dans les numéros précédents, l'exploitation proton-plomb a fonctionné remarquablement bien si l'on pense qu'il s'agissait d'un mode de fonctionnement entièrement nouveau. Toutefois, il y a eu quelques difficultés à la suite du changement de sens du faisceau le vendredi 1er février. Lors de cette opération, le faisceau d'ions a été envoyé dans le sens des aiguilles d'une montre, et les expériences ont donc reçu des collisions plomb-proton au lieu de proton-plomb. Les difficultés, liées à des pertes de faisceau excessives dans la compression (les deux faisceaux parcourant des orbites sensiblement différentes), ont été finalement surmontées. Néanmoins, le retard pris pouvait compromettre l’exploitation proton-proton. La décision a alors été prise de prolonger d’encore trois jours le fonctionnement de la machine en 2013.

Plus de 30 nanobarns inverses ont été livrés à ALICE, ATLAS et CMS au cours de l’exploitation proton-plomb, ainsi que 2,1 nanobarns inverses à LHCb. Des données ont également été acquises par les expériences TOTEM, ALFA et LHCf. La polarité d’ALICE a été basculée une fois, le sens des faisceaux a été changé et l'étalonnage de luminosité a été effectué, comme toujours, par balayage par la méthode Van der Meer.

La séquence proton-plomb a été suivie de quatre journées de collisions proton-proton à 1,38 TeV. Pour gagner du temps, ces collisions ont été effectuées sans compression. Après la préparation, 4 cycles d’environ 1 300 paquets avec une luminosité de crête de 1,5 x1032 cm-2s-1 ont permis de livrer environ 5 picobarns inverses de données à ATLAS et CMS. Les balayages requis ont été quelque peu entravés par des problèmes techniques, mais ont finalement pu être menés à bien, ce qui a laissé juste assez de temps pour effectuer sans traîner une rotation, et permettre une exploitation finale à 1,38 TeV pour ALFA et TOTEM.

Deux journées d’essais de transition résistive ont eu lieu immédiatement après l’absorption des derniers faisceaux pour la physique, le jeudi 14 février. Le but de ces essais est d’établir quelle est la perte de faisceau qui va déclencher une transition résistive des aimants. Cela permettra d’optimiser les seuils de sécurité de perte de faisceau pour la prochaine exploitation en 2015. Jusqu’à présent, on a eu étonnamment peu de transitions résistives en fonctionnement avec faisceau.

Le LHC et les injecteurs arrêteront les faisceaux à 9 h samedi 16 février, et le LHC restera froid jusqu’au 4 mars. Au cours de cette période, des essais électriques permettront de vérifier le bon fonctionnement des circuits d'aimants jusqu’à 7 TeV (à l'exclusion des principaux dipôles et quadripôles) avant le début du programme de consolidation.