LE CERN - LES MACHINES [ EN COURS ]

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Les  machines  du  CERN
Accélérateurs  /  Anneaux  /  Expériences  /  Détecteurs





Sources  ( 1 )  -  Bouteille d’hydrogène gazeux avant le Lineac2
Sources  ( 1b )  -  Mélange ?  ions de plomb avant le Lineac3
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LINAC  ( 2 )  -  Linac2  Accélérateur de Protons
LINAC  ( 3 )  -  Linac3  Accélérateur des ions de plomb

PS BOOSTER - PSB  ( 4 )  -  Synchrotron injecteur du PS (PS Booster - PSB)
ISOLDE  ( 5 )  -  Séparateur d’isotopes en ligne ISOLDE
PS  ( 6 )  -  Synchrotron à protons (PS)
LEIR  ( 7 )  -  Accélérateur & Anneau d’ions de basse énergie (LEIR)  -  CERN

CTF3  ( 8 )  -  Aire EST
nTOF  ( 9 )  -  Installation de mesure du temps de vol des neutrons (n-TOF)
AD  ( 10 )  -  Décélérateur d’antiprotons (AD)


SPS  ( 11 )  -  Supersynchrotron à protons (SPS)
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CNGS   ( 12 )  -  Gran Sasso (CNGS),  projet Neutrinos du CERN
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LHC  ( 13 )  -  Grand collisionneur de hadrons (LHC)
ALICE  ( 14 )  -  DÉTECTEUR  Ion  Plomb
ATLAS  ( 15 )  -  DÉTECTEUR Polyvalent
CMS  ( 16 )  -  DÉTECTEUR Muons & Polyvalent
LHCb  ( 17 )  -  DÉTECTEUR Quark b

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TOTEM  ( 18 )  -  EXPÉRIENCE - CERN - LHC
MoEDAL  ( 19 )  -  EXPÉRIENCE - CERN - LHC
LHCf  ( 20 )  -  EXPÉRIENCE - CERN - LHC
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CLIC  ( 21 )  -  Collisionneur linéaire compact (CLIC)
AWAKE  ( 22 ) - MACHINE - AWAKE - CERN 




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Les Différentes machines du CERN



La source de protons est une simple bouteille d’hydrogène gazeux.   ( 0 )

Un champ électrique permet d’arracher
à des atomes d’hydrogène
leurs électrons et d’obtenir des protons.

Le Linac2, premier maillon de la chaîne,   ( 1 )
accélère les protons jusqu’à une énergie de 50 MeV.

Le faisceau est ensuite injecté dans le Synchrotron injecteur du PS (PS Booster - PSB),   ( 2 )
qui accélère les protons jusqu’à 1,4 GeV,

puis dans le Synchrotron à protons (PS)  ( 3 )
qui porte le faisceau jusqu’à 25 GeV.

Les protons sont ensuite envoyés au Supersynchrotron à protons (SPS)  ( 4 )
où ils sont accélérés à 450 GeV.

Enfin, les protons sont envoyés dans les deux tubes de faisceau du LHC  ( 5 )

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Le faisceau circule dans le sens des aiguilles d’une montre dans le premier tube,
et dans le sens inverse dans le deuxième.

Les deux faisceaux entrent en collision à l’intérieur de quatre détecteurs
ALICE, ATLAS, CMS et LHCb

au point de collision, l’énergie totale est de 13 TeV.

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TEMPS DE MISE EN FONCTION
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Il faut 4 minutes et 20 secondes
pour remplir chacun des deux anneaux du LHC,
et 20 minutes pour que les protons
atteignent leur énergie maximale de 6.5 TeV.

En conditions d’exploitation normales,
les faisceaux circulent pendant plusieurs heures dans les tubes du LHC.





Le complexe d’accélérateurs du CERN
est une chaîne de machines
qui accélèrent les particules à des énergies croissantes.

Chaque machine
augmente l’énergie d’un faisceau de particules
avant de l’injecter dans la machine suivante.

Dans le Grand collisionneur de hadrons (LHC)  ( 5 )
le dernier maillon de la chaîne,

les faisceaux de particules sont accélérés
jusqu’à l’énergie record de 6.5 TeV par faisceau.

La plupart des autres accélérateurs de la chaîne
sont dotés de leur propre hall d’expérimentation,
dans lequel les faisceaux sont utilisés
pour des expériences réalisées à des énergies plus basses.






Le complexe d’accélérateurs,
qui comprend également le Décélérateur d’antiprotons (AD)
et le Séparateur d’isotopes en ligne ISOLDE,

alimente aussi le projet Neutrinos du CERN
vers le Gran Sasso (CNGS),
la zone de test du Collisionneur linéaire compact (CLIC),
ainsi que l’Installation de mesure du temps de vol des neutrons (nTOF).

Le LHC n’accélère pas que des protons.
Les ions plomb du LHC sont issus d’une source de plomb vaporisé
et passent par le Linac 3
avant d’être collectés et accélérés dans l'Anneau d’ions de basse énergie (LEIR).

Ensuite, le parcours au bout duquel les ions atteignent leur énergie maximale
est le même que celui des protons.



Le Centre de contrôle

Le Centre de contrôle du CERN
comprend les salles de contrôle des accélérateurs du Laboratoire,
du système de distribution cryogénique
et de l'infrastructure technique.

Il compte 39 stations de travail
pour quatre zones différentes :
le LHC, le SPS, le PS et l’infrastructure technique.





SOURCE
http://home.cern/fr/about/accelerators




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CERN's current and future accelerators


Accélérateur linéaire 2
L’accélérateur linéaire 2 constitue le point de départ des protons utilisés dans les expériences menées au CERN


Accélérateur linéaire 3
L’accélérateur linéaire 3 constitue le point de départ des ions utilisés dans les expériences menées au CERN


Accélérateur linéaire 4
L’accélérateur linéaire 4 est conçu pour porter des ions d’hydrogène négatifs à des énergies élevées


Le Booster du Synchrotron à protons
Quatre anneaux synchrotron superposés reçoivent des protons de l'accélérateur linéaire, les accélèrent jusqu’à 800 MeV, puis les injectent dans le PS


Le Décélérateur d’antiprotons
Les accélérateurs n'augmentent pas tous la vitesse d'une particule. L'AD ralentit les antiprotons afin d'étudier l'antimatière


Le Grand collisionneur de hadrons
Le LHC est l’accélérateur de particules le plus grand et le plus puissant du monde


Le SPS – le supersynchrotron à protons
Avec sa circonférence de 7 km, le Supersynchrotron à protons est la plus grande machine du complexe d’accélérateurs après le LHC


L’Anneau d’ions de basse énergie
L’Anneau d’ions de basse énergie reçoit de l’accélérateur linéaire 3 de longues impulsions d’ions plomb qu’il transforme en paquets courts et denses


PS – le synchrotron à protons
Elément clé du complexe d’accélérateurs, le Synchrotron à protons accélère les protons fournis par le Booster




SOURCE
http://home.cern/fr/about/accelerators




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EXPERIMENTS AND FACILITIES

AEGIS
ALICE
ALPHA
AMS
ASACUSA
ATLAS
AWAKE
CAST
CLOUD
CMS
COMPASS
ISOLDE
LHCb
LHCf
MoEDAL
NA61/SHINE
NA62
NA63
nTOF
OSQAR
TOTEM




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LES ACCELERATEURS DU CERN

Les expériences LHC

Parmi les expériences menées au Grand collisionneur de hadrons (LHC), sept utilisent des détecteurs pour analyser la myriade de particules produites lors des collisions dans l’accélérateur. Ces expériences sont conduites par des collaborations de chercheurs provenant d’instituts du monde entier. Chacune est différente et se caractérise par ses détecteurs.

Les deux expériences les plus grandes, ATLAS et CMS, exploitent des détecteurs polyvalents pour explorer des domaines aussi vastes que possible. Le fait de disposer de deux détecteurs conçus indépendamment est essentiel pour recouper des informations en cas de découverte. ALICE et LHCb utilisent des détecteurs spécialisés pour se concentrer sur des phénomènes particuliers. Ces quatre détecteurs sont logés dans d’énormes cavernes souterraines disposées le long de l’anneau du LHC.

Les plus petites expériences menées au LHC sont TOTEM et LHCf. Elles sont axées sur les particules dites « à très petits angles » – des protons ou des ions lourds qui se frôlent plutôt que d’entrer en collision frontale lorsque les faisceaux se croisent. TOTEM utilise des détecteurs placés de part et d’autre du point d’interaction de CMS, tandis que l’installation de LHCf est constituée de deux détecteurs disposés le long de la ligne de faisceau du LHC, à 140 mètres de chaque côté du point de collision d’ATLAS. MoEDAL, qui exploite des détecteurs déployés près de LHCb, a été conçu pour la recherche d’une particule hypothétique appelée monopôle magnétique.
Les expériences hors LHC

Si la recherche au CERN s’est de plus en plus concentrée sur le LHC ces dernières années, les expériences menées à l’aide d’autres accélérateurs ou installations, que ce soit sur le domaine du CERN ou ailleurs, continuent de former une partie importante des activités du Laboratoire.

Dans les expériences avec cible fixes, un faisceau de particules accélérées est orienté sur une cible solide, liquide ou gazeuse, qui peut faire partie intégrante du système de détection. COMPASS, qui étudie la structure des hadrons (des particules constituées de quarks) utilise des faisceaux du Supersynchrotron à protons (SPS). NA61/SHINE a pour objet les propriétés des hadrons lors des collisions de particules sur des cibles fixes. NA62 utilise des protons du SPS pour analyser des modes rares de désintégration des kaons. DIRAC explore les interactions fortes entre les quarks au Synchrotron à protons (PS). L’expérience CLOUD étudie le lien possible entre les rayons cosmiques et la formation des nuages. Les expériences ACE, AEGIS, ALPHA, ASACUSA et ATRAP utilisent toutes des antiprotons du Décélérateur d’antiprotons, tandis que l’expérience CAST a pour objet de trouver des particules hypothétiques ne provenant pas d’oscillations dans les accélérateurs, mais du Soleil.

http://home.web.cern.ch/fr/about/experiments



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