Le CERN a annoncé que l’accélérateur de particules le plus puissant du monde était prêt à fournir des collisions de protons aux expériences à un niveau d’énergie record.
Le Large Hadron Collider se prépare à fournir des données à l’énergie sans précédent de 13,6 TeV. Les scientifiques de l’Université de Liverpool font partie des collaborations internationales qui collecteront et analyseront les données.
Cela marque le début de la troisième campagne d’acquisition de données de l’accélérateur pour la physique au CERN, à la frontière franco-suisse près de Genève.
Le faisceau a commencé à circuler en avril, après plus de trois ans 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).
Des scientifiques de l’Université de Liverpool ont participé à l’effort international visant à améliorer les performances de trois des quatre expériences principales du LHC – LHCb, ATLAS et ALICE – afin d’augmenter le nombre d’échantillons de données et de générer une énergie de collision plus élevée.
Le professeur Monica D’Onofrio est chef d’équipe pour les groupes d’expérimentation ATLAS et FASER à l’Université de Liverpool.
Elle dit que « c’est un moment très excitant pour nous tous : après des années de travail pour mettre à niveau le système de détection ATLAS avec de nouveaux composants, une meilleure lecture des données et une meilleure sélection en ligne, nous sommes prêts à collecter des échantillons de données beaucoup plus grands, de plus haute qualité que les séries précédentes. »
« Nous pourrons sonder la nature du boson de Higgs avec une précision sans précédent, tester s’il se désintègre en de nouvelles particules, par exemple celles qui pourraient constituer la matière noire, et rechercher une nouvelle physique à la plus haute énergie jamais atteinte par un accélérateur. «
« Notre groupe à Liverpool a été à l’avant-garde de bon nombre de ces recherches et mesures de précision depuis le début des opérations du LHC, et nous sommes impatients de commencer cette nouvelle phase de l’expérience ATLAS. »
« Il est également fantastique qu’en plus des quatre grandes expériences LHC, plusieurs toutes nouvelles expériences plus petites, construites et installées pendant le long arrêt, voient leurs toutes premières données au démarrage de la phase 3. Liverpool fait partie de FASER, construit pour rechercher les désintégrations de nouvelles particules hypothétiques avec une longue durée de vie produites dans les collisions du LHC qui sont des candidats pour la matière noire. Cela complétera bien le programme de physique d’ATLAS explorant des régions précédemment découvertes. Les prochaines années seront sans aucun doute passionnantes, et nous sommes tous engagés tirer le meilleur parti de ces fantastiques détecteurs et accélérateurs. »
Le professeur Marielle Chartier, chef d’équipe de l’expérience ALICE de l’Université de Liverpool, déclare qu' »après près de dix ans de recherche et développement, l’expérience ALICE a achevé des mises à niveau majeures de ses détecteurs, de son électronique, de ses systèmes de déclenchement et de calcul pendant le deuxième long arrêt du LHC, prête pour début aujourd’hui de sa troisième période d’exploitation. Au cours de la prochaine décennie, ALICE sera en mesure de collecter beaucoup plus de données à partir des collisions proton-proton, proton-ion et ions lourds du LHC, beaucoup plus rapidement qu’auparavant. »
« Je suis personnellement très heureux de voir à quel point le nouveau système de suivi interne du silicium fonctionnera pour obtenir des mesures de haute précision de la dynamique à courte distance en chromodynamique quantique à haute température et acquérir une compréhension plus approfondie du plasma quark-gluon. »
« Ce nouveau détecteur est le plus grand traqueur de pixels en silicium jamais construit et le premier entièrement composé de capteurs CMOS, ce qui en fait le traqueur de particules de silicium le plus pixélisé et le plus fin du LHC.
« L’Université de Liverpool, en partenariat avec le STFC Daresbury Laboratory, a apporté des contributions de premier plan dans les phases de construction, d’assemblage et de mise en service de cet appareil photo numérique géant (environ 10 m2) de près de 13 milliards de pixels, capable de prendre 50 000 images par seconde !
La professeure de physique des particules de Liverpool, Tara Shears, qui travaille sur l’expérience LHCb, déclare qu’« il y a tellement de choses sur l’univers que nous devons comprendre : pourquoi la matière et l’antimatière sont différentes ; de quoi est faite la matière noire ; si la nouvelle physique que nous pense et l’espoir est là-bas, quelque part, se révèle. C’est pourquoi la série 3 est si importante pour nous. Elle nous fournira tellement de données que nous pourrons mener une véritable enquête médico-légale sur toutes ces questions.
« Mon expérience, LHCb, a été largement remaniée et mise à niveau, prête pour le début de la prise de données, et à Liverpool, nous avons construit l’un des principaux détecteurs de particules pour cela. Personne ne s’attendait à ce qu’une pandémie frappe quand nous l’avions prévu ! C’est un hommage à l’engagement et aux compétences de notre fantastique personnel à Liverpool que, malgré tous les défis, ce détecteur complexe ait été assemblé, livré et installé avec succès, prêt pour l’exploitation 3. Les données de ce nouveau détecteur rendront possible l’ensemble du programme de physique de LHCb.
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. Les détecteurs ATLAS et CMS s’attendent à enregistrer plus de collisions au cours de l’exécution 3 que lors des deux expériences physiques précédentes combinées. L’expérience LHCb a subi une refonte complète et cherche à multiplier par 10 son taux de collecte de données, tandis qu’ALICE vise une multiplication par cinquante du nombre de collisions enregistrées.
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.
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