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CERN (Francais) | Geneva | Switzerland

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Est-ce la pleine lune? Demandez aux gens du LHC

Samedi dernier, j’avais le plaisir d’être en charge dans la salle de contrôle d’ATLAS. C’était un plaisir pour plusieurs raisons : être là, en plein cœur de l’action, entourée d’une équipe multinationale, enthousiaste et professionnelle, et faisant du vrai beau travail d’équipe. Nous étions une dizaine de personnes pour maintenir le détecteur en opération, et remédier à tout problème, petit ou gros, aussi vite que possible.

Les données entraient à plein régime et chaque sous-détecteur fonctionnait parfaitement. Aucun hic, si bien que vers la fin de notre quart de travail vers 22 :00, on commençait à somnoler un peu.

Alors quand un collègue du système de tri des évènements a téléphoné pour savoir ce qui causait périodiquement de grosses perturbations, je fus prise par surprise.

J’ai vite fait le tour de l’équipe, demandant à tout le monde de vérifier leur système pour voir ce qu’il en était. Personne ne voyait le moindre problème. Puis j’ai regardé plus attentivement le graphe ci-dessous que j’avais un peu négligé tellement tout baignait dans l’huile.

Les deux courbes du bas, celles en beige et en vert, montrent la luminosité instantanée mesurée par CMS et ATLAS, les deux plus grands détecteurs opérant au Grand Collisionneur de Hadrons ou LHC. Cela représente simplement le nombre de collisions qui se produisent par seconde dans chaque détecteur à partir des faisceaux de protons circulant en sens inverse dans l’accélérateur. En examinant bien ces courbes, vous remarquerez de petits accrocs à intervalles plus ou moins réguliers et affectant les deux expériences. Il fallait donc que ça vienne d’une source commune, soit le LHC.

J’ai donc appelé la salle de contrôle du LHC pour en savoir plus. « Ah oui, ces petites baisses », me répond l’opérateur en charge. « C’est parce que la lune est presque pleine. Je dois rectifier l’orbite des faisceaux de protons de temps à autres. »

Cet effet est connu depuis l’époque du collisionneur LEP (Large Electron Positron), l’ancêtre du LHC qui en réutilise le tunnel circulaire. Mais il y a plus de vingt ans, quand le LEP fut mis en route, ses opérateurs et opératrices ont eu la surprise de constater que l’accélérateur était sensible à la force gravitationnelle exercée par la lune. En général, seuls les corps immenses comme la mer sont sensibles à la faible attraction de la lune, ce qui donne les marées. Mais les accélérateurs du CERN sont des appareils si sensibles qu’ils détectent la minuscule différence entre l’attraction exercée par la lune sur différents points de l’accélérateur et qui le déforme, surtout durant la pleine lune.

Ce qui m’a le plus surpris, c’était de réaliser l’aspect dynamique de cet effet. Au fur et à mesure que la lune montait dans le ciel, la force exercée par celle-ci variait légèrement, déformant le tunnel et obligeant l’opérateur à corriger l’orbite des faisceaux de protons. Et à chaque fois, il devait ré-optimiser la position des faisceaux en les déplaçant l’un par rapport à l’autre pour trouver où le taux de collisions était maximal, créant ainsi de petites variations dans le graphe de la luminosité.

D’autres effets surprenants furent aussi observés du temps du LEP comme une petite perturbation apparaissant plusieurs fois par jour à heure fixe. Après plusieurs mois à se creuser la tête, l’énigme fut résolue lors d’une grève des chemins de fer. Cette perturbation était créée par le passage des TGV reliant Genève et Paris. L’énergie électrique déversée sur leur passage affecte l’accélérateur.

L’accélérateur est aussi sensible aux déformations du tunnel causées par la pression hydrostatique qui varie selon le niveau d’eau du lac Léman situé à proximité.

Il faut bien s’attendre à quelques surprises quand on travaille avec un instrument aussi sensible.

Pauline Gagnon

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