17/10/2011 M.N Minard Journées d’Aussois Nouvelles du LHC Rappel sur le LHC Progrès en 2011 Perspectives.

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1 17/10/2011 M.N Minard Journées d’Aussois Nouvelles du LHC Rappel sur le LHC Progrès en 2011 Perspectives

2 17/10/2011 M.N Minard Journées d’Aussois Machine froide dans l’anneau du LEP Machine supra (1.9 K): -8 arcs ( 3km) -8 sections droite (700m) - 8000 aimants -4 points d’interaction -1 chambre à vide /faisceau - 5000 tonnes d’hélium

3 17/10/2011 M.N Minard Journées d’Aussois Objectifs : 2010 -2011 Après l’accident de 2008 : un “quench” controlé formant un arc électrique – Système de protection revu- Pour éviter les “quenchs” destructifs Energie = 3.5 Tev Le systçme de protection (QPS) complètement sécurisé après le shutdown de fin 2012 A ré-evaluer pour 2012 après les tests pendant le coupure hivernale

4 17/10/2011 M.N Minard Journées d’Aussois Paramètre clef : la luminosité f n1 n2 L = ----------------- 4   x  y f = fréquence des croisements (#paquets) n i = nombre de protons/paquet  = dimension de la zone de recouvrement unité=cm -2 x sec -1 Une grande luminosité intégrée pour capter des phénomènes rares : faisceaux stables – Emittance Squeezing

5 17/10/2011 M.N Minard Journées d’Aussois Diminuer la largeur des faisceaux Les faisceaux de protons accélérés de l’ordre d’un fraction de mm sont “squeeze” pour concentrer les protons dans un volume plus petit dans les zones d’interaction De 4/10 de mm à <8/100 mmLuminosité X 25 Paramètre: le  *

6 17/10/2011 M.N Minard Journées d’Aussois Un remplissage typique

7 17/10/2011 M.N Minard Journées d’Aussois Une semaine ordinaire LHC status 25-7-2011 1092bCryo SPS MKD Cryo

8 17/10/2011 M.N Minard Journées d’Aussois Le LHC fin 2010 La moitié de la luminosité en 1 semaine 5 ordre de grandeur 2010 record : 4.5 10**32 -368 paquets -1.1 10**11 protons par paquet -Focalisation (  *) 3.5 m

9 17/10/2011 M.N Minard Journées d’Aussois Avril-Juin: remplir la machine 200 400 600 800 1000 1200 1400 # de paquets/ faisceau -4 “fills” pour qualifier chaque étape - non attendu : nuage d’électrons 2010 Nettoyage à haute intensité

10 17/10/2011 M.N Minard Journées d’Aussois Juillet – Aout : Servir les expériences -Qualité du vide -Nuage d’electrons -> solenoides Emittance µm Compromis intensité des faisceaux – vide Atlas/CMS luminosité ~1.5 10**33 Intensité faisceaux Luminosité maxi # protons/paquet Luminosté instantanée Hz/µb

11 17/10/2011 M.N Minard Journées d’Aussois Septembre: des faisceaux plus fins Changement de focalisation  * =1m (Atlas- CMS) Changement de focalisation  * =1m (Atlas- CMS) # bunches Emittanc e  *=1 m Depuis Septembre : 1380 bunches  *=1m (Atlas/CMS) Max Lumi ~3.4 10**33

12 17/10/2011 M.N Minard Journées d’Aussois Les performances atteintes

13 17/10/2011 M.N Minard Journées d’Aussois Ajuster la luminosité à la demande LHCb – Alice LHCb – Alice Eviter les emplilements Eviter les emplilements Déplace les faisceaux pour ajuster la luminosité instantanée Déplace les faisceaux pour ajuster la luminosité instantanée Luminosity of LHCb levelled continuously Luminosité decroit exponentiellement LHCb design luminosity Atlas-CMS

14 17/10/2011 M.N Minard Journées d’Aussois Quels incidents ? Perte de faisceau due a des UFO ( poussière …), SEU Perte de faisceau due a des UFO ( poussière …), SEU Incidents sur la RF Incidents sur la RF Incidents sur la CRYO Incidents sur la CRYO ( recupération 12-48h) ( recupération 12-48h) 50% temps avec des 50% temps avec des faisceaux circulant faisceaux circulant 24% en prise de données 24% en prise de données

15 17/10/2011 M.N Minard Journées d’Aussois Pour la fin de la prise de données 90m finish align data in ADJUST loss maps +optics 90m finish align data in ADJUST loss maps +optics 25 ns 90 m Pileup 90m VdM 90m VdM 3h stable beams pp IR2 aperture,  * = 1.5m, 1m moved to week 43. Sun 30 oct = physics day, MD=31Oct-4 Nov pp IR2 aperture,  * = 1.5m, 1m moved to week 43. Sun 30 oct = physics day, MD=31Oct-4 Nov VdM: only one block. if loss maps done then Thu 20 oct, else 25 oct VdM: only one block. if loss maps done then Thu 20 oct, else 25 oct 25 ns

16 17/10/2011 M.N Minard Journées d’Aussois Paramètre2011NominalLimitation Energy 3.5 TeV 3.5 TeV 7 TeV 7 TeV Hardware Hardware N (p/bunch) 1.12- 1.35  10 11 1.15  10 11 k b (no. bunches) 13802808 Machine protection 50ns e (mm) 2.2-2.53.75  * (m) 1.00.55 Aperture, tolerances Peak Lumi 3.4 10**33 10**34 Stored energy (MJ) 110360 Comparaison / objectifs

17 17/10/2011 M.N Minard Journées d’Aussois 2012: De nouvelles conditions Choix de la structure des paquets : 25ns – 50ns Choix de la structure des paquets : 25ns – 50ns Choix de l’énergie en fonction des tests pendant la pause Choix de l’énergie en fonction des tests pendant la pause 2012 2012 +haute énergie +haute énergie Plus de paquets Plus de paquets - d’emplilements - d’emplilements

18 17/10/2011 M.N Minard Journées d’Aussois Planning -> 202x Steve Meyers