L’accélérateur de particules le plus puissant au monde est prêt à fournir des collisions de protons aux expériences à un niveau d’énergie record après trois ans de mise à niveau et les travaux d’entretien.
Crédit image : CERN
Le Grand collisionneur de hadrons (LHC) du CERN est désormais équipé de nouveaux détecteur systèmes et des structures d’acquisition et de calcul de données améliorées qui sont désormais toutes opérationnelles.
Aujourd’hui (5 juillet) marque le début de la troisième campagne de prise de données de l’accélérateur pour la physique dans l’installation située à la frontière franco-suisse, près de Genève.
Le personnel et les doctorants du groupe de physique des particules de l’Université de Manchester jouent un rôle central dans les expériences ATLAS et LHCb (deux des quatre expériences collectant des données du LHC) grâce à la recherche et au développement de détecteurs de particules de pointe pour ces expériences aux multiples rôles de leadership dans les groupes de recherche internationaux.
Le professeur Chris Parkes de l’Université de Manchester remplit actuellement un mandat de trois ans en tant que porte-parole de l’expérience LHCb et a déclaré : « Nous sommes ravis de voir les efforts de recherche, de développement et de construction des 15 dernières années se transformer en mesures d’une précision sans précédent. Ceux-ci nous permettront de tester le modèle standard de la physique des particules de manière sans précédent, mais ils conduiront sûrement aussi à des découvertes surprenantes et inattendues.
Dix ans après l’annonce au monde de la découverte de la particule du boson de Higgs, le LHC passe aujourd’hui à la prochaine étape de l’expérimentation de physique fondamentale pour aider l’humanité à comprendre les particules et les forces fondamentales qui régissent l’Univers. En utilisant la machine améliorée, on espère que les expériences LHC fourniront de nouvelles informations sur la prédominance de la matière sur l’antimatière et sur la nature de la matière noire.
Le faisceau a commencé à circuler en avril, après des années de travaux de mise à niveau et de maintenance pour le rendre encore plus puissant. La machine LHC et ses injecteurs avaient précédemment été remis en service pour fonctionner avec de nouveaux faisceaux de plus haute intensité et une énergie accrue.
Les opérateurs de faisceau ont maintenant annoncé que le faisceau est stable et prêt à commencer à prendre des données à utiliser pour la science. Le LHC fonctionnera désormais 24 heures sur 24 pendant près de 4 ans à l’énergie record de 13,6 billions d’électronvolts (TeV).
Dans le cadre de l’effort international, les équipes britanniques ont a dirigé une série de lots de travaux vitaux pour améliorer les performances de chacun des quatre principaux instruments du LHC, ainsi que des travaux sur le faisceau lui-même.
Les scientifiques de l’Université de Manchester jouent depuis longtemps des rôles de premier plan au CERN dans le cadre des projets ATLAS et LHCb. Les physiciens de l’Université de Manchester continuent de contribuer à de nombreux projets en cours liés au CERN et, au cours du week-end, le professeur Dame Nancy Rothwell, présidente et vice-chancelière, a visité le site et rencontré certains des scientifiques impliqués.
Les contributions du Royaume-Uni à la mise à niveau s’élèvent à plus de 25 millions de livres sterling, financées par le Conseil des installations scientifiques et technologiques (STFC).
Le professeur Mark Thomson, président exécutif du STFC et physicien des particules, a déclaré : « Le travail acharné de nombreux scientifiques et ingénieurs hautement qualifiés au Royaume-Uni a été vital pour en arriver là.
« La nouvelle d’aujourd’hui n’est que le début de quelques années passionnantes, alors que les physiciens du CERN exploitent la puissance de la machine améliorée et des vastes détecteurs pour repousser les frontières de la connaissance. Le temps nous dira si le LHC et ses détecteurs, avec leurs capacités améliorées, peuvent fournir un premier aperçu de la physique au-delà de nos connaissances actuelles.
Les quatre grandes expériences LHC ont effectué des mises à niveau majeures de leurs systèmes de lecture et de sélection des données, avec de nouveaux systèmes de détection et une infrastructure informatique.
Les changements leur permettront de collecter des échantillons de données beaucoup plus importants, avec des données de meilleure qualité que lors des exécutions précédentes. La ATLAS Le détecteur s’attend à enregistrer plus du double des données lors de l’exécution 3 que lors des deux expériences physiques précédentes combinées. La LHCb a subi une refonte complète, y compris des modules construits à Manchester pour le détecteur VELO au cœur de l’expérience, et cherche à augmenter son taux de prise de données d’un facteur 5.
L’Université de Manchester dirige également la contribution du Royaume-Uni à l’amélioration de la luminosité du LHC (HL-LHC-UK), qui augmentera considérablement le taux de collision pour découvrir de nouvelles particules et effectuer des mesures plus précises. Alors que la phase 1 du HL-LHC-UK vient de se terminer, la phase 2 devrait s’achever en 2026 et impliquer neuf institutions britanniques. Le porte-parole du projet est le professeur Rob Appleby de l’Université de Manchester et du Cockcroft Institute. « L’amélioration de la luminosité du Large Hadron Collider est une voie passionnante pour débloquer une meilleure compréhension de la physique fondamentale », a-t-il déclaré.
« Le Royaume-Uni est fier de fournir un matériel important dans le cadre du projet HL-LHC-UK. Les deux projets fournissent du matériel pour la mise à niveau, y compris des cryostats à cavité de crabe, des diagnostics et une alimentation à froid et des simulations de performances.
Avec l’augmentation des échantillons de données et l’augmentation de l’énergie de collision, l’exploitation 3 élargira encore le programme de physique déjà très diversifié du LHC.
Grâce à l’abonnement du Royaume-Uni au CERN, géré par le STFC, les physiciens britanniques auront la possibilité d’utiliser le LHC pour tenter d’aborder des questions fondamentales, telles que l’origine de l’asymétrie matière-antimatière dans l’univers, la nature de la matière noire et étudiera les propriétés de la matière sous des températures et des densités extrêmes.
Les scientifiques rechercheront également des candidats pour la matière noire et d’autres nouveaux phénomènes, soit par des recherches directes, soit – indirectement – par des mesures précises des propriétés de particules connues.
La source: Université de Manchester
