Il y a quelques mois, la collaboration ATLAS présentait son calendrier des activités de réparation, de consolidation et d’amélioration du détecteur, prévues pendant le deuxième long arrêt (LS2). Le programme du LS2 pour l’expérience ATLAS a depuis fait l’objet de quelques retouches afin de mieux tenir compte de certains besoins et de certaines contraintes.
Initialement, il était prévu qu’ATLAS bénéficie de deux nouveaux détecteurs de muons d’extrémité, les fameuses petites roues. Ces roues, mesurant chacune 9,3 mètres de diamètre, serviront à détecter et mesurer avec précision les évènements impliquant des muons, et ce malgré l’augmentation du nombre de collisions que permettra le LHC à haute luminosité (HL-LHC). En définitive, seule une petite roue sera montée pendant le LS2. « Même si les opérations d’assemblage ont très bien avancé, la seconde petite roue ne sera pas prête avant la fin du LS2. Nous avons donc décidé de reporter son installation au prochain arrêt technique de fin d’année (YETS), c’est-à-dire à la fin 2021 », explique Ludovico Pontecorvo, coordinateur technique d’ATLAS. Le remplacement de la première petite roue (du côté A du détecteur) est quant à lui prévu pour août 2020.
Par ailleurs, la révision du système de sélection, dit « de déclenchement », qui servira à l’exploitation du futur HL-LHC, est un autre volet important de la phase 1 de l’amélioration d’ATLAS. Le HL-LHC nécessitera en effet une nouvelle électronique, qui augmentera la résolution du système de déclenchement du calorimètre électromagnétique. À cette fin, il y aura une mise à niveau des processeurs de déclenchement de niveau 1, et le système de déclenchement et d’acquisition de données (TDAQ) sera doté de nouvelles cartes électroniques. « La mise en place de la nouvelle électronique du calorimètre à argon liquide suit son cours. L’ensemble des objectifs fixés pour le système TDAQ se concrétisent progressivement au fil des différentes étapes de production. Les améliorations de l’infrastructure et les travaux de maintenance sont presque achevés, et la première phase du programme d’amélioration en vue du HL-LHC pour ATLAS a commencé », précise Ludovico Pontecorvo.
En parallèle, la consolidation du système de détection progresse conformément au calendrier prévu. « Nous avons remplacé les connecteurs reliant les modules du calorimètre hadronique à tuiles à l’infrastructure générale de refroidissement dans la quasi-totalité des 256 modules, et nous poursuivons les travaux de maintenance standard de l’électronique de lecture. Les scintillateurs situés entre le tonneau central et les tonneaux prolongés du calorimètre hadronique sont également installés en ce moment même », poursuit Ludovico Pontecorvo.
Enfin, les équipes d’ATLAS se préparent déjà pour le troisième long arrêt (LS3), qui débutera en 2024. Au cours de cet arrêt, un trajectographe interne flambant neuf remplacera l’ancien. Situé au centre du détecteur ATLAS, le trajectographe interne sert à mesurer la trajectoire, l’impulsion et la charge des particules électriquement chargées produites dans chaque collision proton-proton. Au cours du LS3, ce trajectographe sera remplacé par un système tout-silicium, utilisant des technologies de pointe qui permettent de gérer le grand nombre de collisions dans le HL-LHC. Étant donné les dimensions de cet élément (deux mètres de diamètre par sept mètres de longueur), l’opération de descente et d’insertion dans la caverne s’annonce complexe. En mars, l’équipe chargée de son installation a donc profité de l’arrêt pour s’entraîner au moyen d’une maquette. Deux options d'insertion ont été testées, réclamant toutes deux une minutie extrême, car l’endroit le plus étroit ne laisse que quelques centimètres d’espace entre les parois et l’instrument.
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* Ne manquez pas l’occasion de voir à quoi ressemble la nouvelle petite roue à muons d’ATLAS ! Vous la trouverez au bâtiment 191 lors des portes ouvertes du CERN qui auront lieu les 14 et 15 septembre.