Le 16 novembre à 18 h 00 aura lieu la première du film "Le sens de la beauté" dans l'amphithéâtre principal (en italien avec sous-titres anglais).
Le sens de la beauté est un film de Valerio Jalongo, réalisé au CERN avec la participation de nombreux théoriciens, expérimentateurs et techniciens travaillant dans le laboratoire.
La projection sera suivie d'une session de questions-réponses.
Le but premier de CLEAR est de renforcer et de compléter le programme de R&D du CERN sur les accélérateurs. (Image : Julien Ordan/CERN)
CLEAR (CERN Linear Electron Accelerator for Research), nouvelle installation mise à la disposition des utilisateurs pour des projets de R&D sur les accélérateurs, a été mise en route en août, et est désormais prête à fournir du faisceau aux expériences. CLEAR est la descendante de l'installation d'essai 3 (CTF3) du projet de Collisionneur linéaire compact (CLIC), dont le programme de recherche s'est achevé avec succès en décembre 2016. À la suite de l'approbation du projet CLEAR, les modifications requises ont commencé à être apportées au matériel en janvier 2017. L'installation peut maintenant accueillir un grand nombre de projets pour des essais dans le domaine des accélérateurs.
Le but premier de CLEAR est de renforcer et de compléter le programme de R&D du CERN sur les accélérateurs, ainsi que de fournir une infrastructure permettant la formation des futurs physiciens et ingénieurs des accélérateurs. Il s'agira de réaliser des études générales de R&D sur les accélérateurs et divers composants ayant des applications actuelles ou futures dans les accélérateurs. Seront notamment étudiées des méthodes d'accélération à gradient élevé, telles que les structures en bandes X et les technologies à plasma du CLIC ; des prototypes d'éléments d'accélérateur seront construits afin que ces éléments puissent être validés pour le projet LHC à haute luminosité.
Le programme scientifique pour 2017 comprend le test combiné des technologies critiques du CLIC, qui s'inscrit dans la continuité des tests réalisés au CTF3, la mesure des effets des rayonnements sur des composants électroniques qui seront utilisés dans le cadre de missions spatiales à destination de Jupiter ou dans des tests de dosimétrie destinés à des applications médicales, les projets de R&D sur l'instrumentation de faisceau, et enfin l'utilisation de plasma pour la focalisation de faisceaux. D'autres expériences sont prévues, portant par exemple sur l'étude des rayonnements THz pour leur application dans les accélérateurs ou la mesure directe de l'impédance d'équipements qui seront installés dans les accélérateurs du CERN.
Le programme expérimental pour 2018 et au-delà reste ouvert à des propositions innovantes et ambitieuses. Un comité scientifique international, qui établira l'ordre de priorité des propositions, est en train d'être constitué ; un formulaire de demande est à la disposition des utilisateurs sur le site de CLEAR : cern.ch/clear.
Évolution de la luminosité intégrée, pour plusieurs années.
Lundi 30 octobre, les opérateurs du Centre de contrôle du CERN ont annoncé une bonne nouvelle : le Grand collisionneur de hadrons (LHC) a rempli son objectif de production pour 2017, en fournissant aux expériences ATLAS et CMS plus de 45 femtobarns inverses* de données. Cette réussite est d’autant plus remarquable qu’elle arrive plus tôt que prévu.
Le LHC continue de fournir des données de physique aux expériences. Plus tôt dans l’année, il semblait pourtant peu probable que l’objectif serait atteint. Un problème était survenu au niveau de l’interconnexion entre deux aimants, appelés 16L2, et il entravait la performance de la machine. Début septembre, grâce à une collaboration efficace et créative entre différentes équipes du CERN, plusieurs méthodes ont été développées pour régler ce problème technique, et le LHC et sa chaîne d’injecteurs ont ainsi pu renouer avec des performances optimales. À la fin du mois de septembre, la campagne de production 2017 a en outre été raccourcie car des campagnes spéciales initialement prévues en 2018 ont été avancées en 2017, ce qui a mis encore plus de pression sur les opérateurs pour atteindre les objectifs en moins de temps.
Malgré ces embûches, l’objectif a été rempli et une autre réussite est venue s’y ajouter le 2 novembre, lorsque des faisceaux déclarés stables ont atteint une luminosité de crête de 2,05 x 1034cm-2s-1, soit plus de deux fois la luminosité nominale. Le LHC a ainsi encore une fois fait montre de son excellence.
La luminosité de crête a dernièrement été limitée à 1,5 x 1034 cm-2s-1 afin d’éviter un empilement d’événements trop important dans les détecteurs d’ATLAS et de CMS. Cela n’a toutefois pas été fait le 2 novembre, pour deux raisons : premièrement, pour faire fonctionner les détecteurs d’ATLAS et de CMS à un régime entraînant un empilement important, et deuxièmement pour en apprendre plus sur les marges de refroidissement réelles des aimants à triplets situés en amont et en aval des expériences ATLAS et CMS, qui absorbent une grande partie des débris des collisions.
L’exploitation pour la physique de cette année prendra fin après 15 jours de campagnes spéciales et une période de développement de la machine, qui seront suivies par l’arrêt hivernal. Celui-ci commencera le 4 décembre, soit une semaine plus tôt que prévu. Cet arrêt technique hivernal (appelé YETS) sera mis à profit pour consolider et améliorer la machine et les expériences, avant leur redémarrage au printemps 2018 ; il s’agira alors de chercher à atteindre une luminosité intégrée de 90 fb-1, objectif fixé pour les années 2017 et 2018 prises ensemble.
* Le femtobarn inverse (fb-1) est l’unité utilisée pour mesurer la luminosité intégrée, laquelle correspond au nombre de collisions potentielles cumulé pour un laps de temps donné. Un femtobarn inverse correspond à environ 100 millions de millions de collisions.
Image de synthèse du site du CERN pour les Automnales. (Image : Daniel Dominguez/CERN)
Prenez vos voisins et amis par la main et venez faire un tour aux Automnales. Entre une dégustation de longeole et une démonstration de mirobolants robots ménagers, présentez-leur le CERN. Cette année, le CERN est l’invité d’honneur de l’immense foire de Genève qui se tient à Palexpo du 10 au 19 novembre. C’est l’occasion de faire découvrir le CERN à ceux qui n’auraient pas spontanément poussé les portes du Laboratoire.
Le stand du CERN, dont l’architecture représente une collision de particules, propose 1 000 mètres carrés d’expositions et d’animations. Vos proches y découvriront l’aventure de la physique des particules et rencontreront les scientifiques et collaborateurs du CERN qui y prennent part. Toutes les facettes de la recherche fondamentale et de ses applications sont abordées par le biais d’expositions, d’animations, de films, de quizz ou encore de casques de réalité virtuelle.
Les activités sont ouvertes à tous, quels que soient l’âge et les connaissances. Pas moins de 160 volontaires du CERN sont mobilisés pour faire découvrir le Laboratoire aux 150 000 visiteurs attendus aux Automnales.
Le thème des Automnales cette année est « Passionnément ! ». Cela tombe bien, car la recherche scientifique est un domaine passionnant animé par des passionnés. Venez partager cette passion sur le stand !
Les Automnales se dérouleront du 10 au 19 novembre à Palexpo, de 11 h à 21 h du lundi au samedi, et de 10 h à 19 h le dimanche. L’entrée est gratuite dès 19 h.
Des invitations seront disponibles dès jeudi 9 novembre à la Réception du bâtiment 33. Maximum 5 par personne, dans la limite du stock disponible.
Le CERN se trouve dans la Halle 1 et propose une longue liste d’activités :
Les activités en continu
Visite en réalité virtuelle – Durée : environ 5 minutes
Grâce à des casques de réalité virtuelle, les visiteurs partent à la découverte de l’accélérateur LHC, d’un détecteur et du Centre de calcul
Football avec protons – Durée : environ 5 minutes
Produire un boson de Higgs aux Automnales ? C’est possible grâce au football de protons ! Il suffit de shooter dans les protons et de les faire entrer en collision avec la plus haute énergie possible.
HEAL : des protons pour la santé – Durée : environ 5 minutes
Un jeu qui sensibilise au rôle des accélérateurs pour la médecine.
Écrans posters, objets… - Durée : quelques minutes par élément
Des écrans multimédia, des posters et divers objets, font voyager les visiteurs dans le monde du CERN.
Les shows
Le CERN en 15 minutes & quiz ludique - Durée : 20 minutes, dès 12 ans. Après un quiz sur ce que vous savez (ou pensez savoir) sur le Laboratoire, découvrez le CERN en cinq étapes, suivi de questions/réponses avec le public.
Drôle de physique – Durée : 45 minutes, dès 7 ans L’azote liquide et ses surprenantes propriétés : casser un tube en caoutchouc avec un marteau ou faire léviter un train, ce n’est pas magique, c’est scientifique !
Le show électrique– Animé par le Physiscope de l’UNIGE – Durée : 45 minutes, dès 10 ans
Que se passe-t-il dans les circuits électriques alimentant les lampes ou les téléviseurs ? Y a-t-il de l’électricité dans l’air ? Le corps humain est-il conducteur ? Toutes les réponses au « Show électrique » !
Visites virtuelles guidées – Durée : 45 minutes, dès 12 ans
Découverte en temps réel des salles de contrôle des détecteurs ATLAS, CMS et LHCb. L’occasion d’interroger les scientifiques sur leur travail de tous les jours.
Suivez les particules à la trace – Durée : 45 minutes, dès 12 ans
Les visiteurs découvrent comment on peut utiliser un détecteur à pixels, comme ceux utilisés dans les expériences du LHC, et une simple tablette pour voir quelques-unes des particules qui nous entourent.
Les activités pour les jeunes
Code la science – Durée : 45 minutes, dès 7 ans (présence d’un adulte nécessaire, places limitées). Les enfants apprennent à programmer un bras robotique ou un écran tactile, deux technologies utilisées quotidiennement au CERN.
Chambres à brouillard – Durée : 45 minutes, dès 12 ans (présence d’un adulte nécessaire, places limitées)
Les jeunes ont la possibilité de construire leur propre détecteur de particules et ainsi d’observer quelques minutes plus tard les particules qui nous entourent, y compris certaines issues de l’espace.
La physique à la maison – Durée : 15 minutes, dès 6 ans (présence d’un adulte nécessaire, places limitées)
Quelques manipulations amusantes avec des objets du quotidien pour découvrir les principes utilisés dans les accélérateurs du CERN.
Les projections de films (selon le programme affiché sur écran – accès libre)
Bienvenue au CERN - Toutes les 15 minutes– VF
Dans ce film, une physicienne présente toutes les facettes du CERN.
Big Science – Big Data – Durée : 15 minutes, dès 10 ans – VF
Reportage sur l’extraordinaire infrastructure informatique du CERN, capable de collecter et stocker des dizaines de millions de gigaoctets chaque année.
Big Science – Big Bang – Durée : 15 minutes, dès 10 ans – VF
Reportage sur le LHC, le plus grand accélérateur de particules au monde.
Sur les routes de la science : le côté sombre de l'Univers– Durée : 47 minutes, dès 12 ans - VF
La matière « ordinaire » que nous connaissons ne représente que 15 % de la matière de l’Univers. Le reste, la matière noire, nous est complètement inconnu. Enquête de deux journalistes.
Taming the quantum world – Durée : 46 minutes, dès 14 ans – VOSTFR
Les liens entre informatique et physique quantique.
BBC horizon : inside CERN – Durée : 59 minutes, dès 12 ans – VOSTFR Les joies et les peines de la recherche fondamentale, des frémissements d’une possible découverte à la déception quand les signes s’estompent.
Début septembre, les systèmes informatiques du CERN ont subi un assaut. Des hackers ont tenté de se frayer un chemin pour entrer dans l'infrastructure Windows du CERN afin de s'emparer des contrôleurs de domaine centraux, essentiels au système. Et ces hackers, qui étaient en fait des experts de l'Université de Toronto, ont fait un excellent travail.
Vérifier la robustesse des dispositifs de défense des systèmes de sécurité informatique du CERN fait partie de notre liste de bonnes pratiques, et il est évidemment préférable de repérer les failles existantes sous le feu d'un tir ami que de tomber sous les coups de pirates informatiques cherchant à les exploiter à des fins malhonnêtes. Pour cette raison, l'équipe de Sécurité informatique du CERN s'applique constamment à examiner et mettre à l'épreuve les différents services informatiques, systèmes de contrôle, applications web et logiciels installés et utilisés au CERN.
Un regard extérieur peut toutefois permettre de voir les choses sous un nouvel éclairage et de mettre en lumière des faiblesses et des vulnérabilités qui ont échappé à nos vérifications internes. C'est là qu'interviennent Allan Stojanovic et son équipe de hackeurs professionnels, de l'Université de Toronto ; ils ont relevé le défi et tenté de s'introduire dans les systèmes du CERN, plus précisément dans son infrastructure informatique Windows.
Le premier week-end de septembre 2017, Allan Stojanovic et ses collègues ont analysé l'infrastructure informatique du CERN telle qu'elle est accessible depuis le web : c'était la phase de reconnaissance. Après avoir identifié les points d'intérêt potentiels, ils ont lancé l'assaut sur les serveurs et les sites web faisant partie de l'infrastructure Windows, c'est-à-dire qu'ils ont tenté de pirater des installations informatiques normalement protégées par le pare-feu externe du CERN.
Une fois dans le système, leur mandat les habilitait à aller le plus loin possible, afin de montrer qu'ils étaient en mesure de se saisir des droits d'administrateur sur les contrôleurs de domaine centraux, soit les serveurs qui se trouvent au cœur de l'infrastructure Windows. En obtenant les droits d'administrateur sur ces serveurs, ils auraient pu avoir un accès illimité à tous les autres systèmes Windows du CERN gérés de manière centralisée. Afin d'éviter de causer des dommages par inadvertance, chaque étape de leur progression était coordonnée avec le responsable de la Sécurité informatique du CERN et autorisée par lui.
Après trois jours d'attaques intenses, une certaine dose de frustration et beaucoup de café et de pizza, le siège a été levé. À la fin de l'exercice, Allan Stojanovic a fourni au CERN un rapport détaillé sur les failles importantes, moins importantes et collatérales du système informatique. Nous remercions chaleureusement Allan et toute son équipe pour le travail accompli ; les failles repérées ont aujourd'hui été corrigées.
Et ce n'est pas tout. Le département IT et l'équipe de sécurité informatique envisagent de travailler à nouveau avec des entreprises et des équipes professionnelles afin de mettre en lumière d'autres éléments à améliorer dans le cadre du projet CERN WhiteHat Challenge. Étant donné la complexité et la taille du système informatique du CERN, il doit forcément y avoir encore des faiblesses à corriger.
Vous pouvez vous aussi vous joindre à la chasse aux failles : si vous souhaitez développer vos compétences en matière de test de pénétration et de recherche de vulnérabilités, repérer les failles et déterminer les points sur lesquels la sécurité informatique du CERN dans son ensemble – ou celle de votre propre service informatique, système de contrôle, application web ou logiciel – peut être améliorée, inscrivez-vous au CERN WhiteHat Challenge ici. Environ 140 personnes et six universités ont déjà rejoint l'aventure ; grâce à leur travail, la sécurité informatique au CERN s'améliore sans cesse.
Pour en savoir plus sur les incidents et les problèmes relatifs à la sécurité informatique au CERN, lisez nos rapports mensuels (en anglais). Si vous désirez avoir plus d’informations, poser des questions ou obtenir de l’aide, visitez notre site ou contactez-nous à l’adresse Computer.Security@cern.ch.
Le 1er novembre 2007, le tout premier étudiant participant au programme allemand pour doctorants au CERN (programme de bourses Wolfgang Gentner) commençait son travail. Ce programme est financé par le ministère fédéral de l'Éducation et de la Recherche de l'Allemagne (BMBF).
Pour le 10e anniversaire du programme, qui s'appuie sur une coopération entre le BMBF, le CERN et DESY, une célébration a eu lieu le 25 octobre 2017, lors de l'une des réunions habituelles entre les étudiants et leurs superviseurs.
Thomas Roth, du BMBF, prenant la parole en tant qu'invité, a souligné à cette occasion le succès qu'a connu le programme, tandis que le premier « Docteur Gentner », qui travaille aujourd'hui pour l'Institut de technologie de Karlsruhe (KIT), a évoqué son expérience en tant que participant du programme et la suite de sa carrière. Des exposés d'étudiants et une session de présentation de posters ont complété ces interventions.
Les étudiants, leurs superviseurs dans les universités et les groupes du CERN tirent tous d'importants bénéfices du programme Gentner, qui a récemment été prolongé de six ans, jusqu'en 2023, et dont le financement a été considérablement revu à la hausse.
Consultez également l'article publié l'année dernière à propos du 100e doctorant Gentner au CERN.
Graphique montrant la luminosité intégrée en 2017 en femtobarns inverses. Les carrés verts représentent la luminosité atteinte, et la ligne bleue la luminosité prévue. (Image : CERN)
Vendredi 10 novembre, les derniers faisceaux de l’exploitation avec protons pour 2017 ont circulé dans le LHC. Comme chaque année, la campagne se termine par un bilan de la luminosité. Le LHC a largement dépassé l’objectif qui lui était fixé pour 2017. Il a fourni à ATLAS et CMS, les deux grandes expériences du LHC, 50 femtobarns inverses de données, soit 5 millions de milliards de collisions.
Ce résultat est d’autant plus remarquable que les experts de la machine ont dû surmonter une difficulté importante. Un problème de vide dans le tube de faisceau d’un groupe d’aimants a limité le nombre de paquets pouvant circuler dans la machine. Plusieurs équipes étaient mobilisées pour venir à bout de ce problème. La manière dont les paquets sont agencés dans les faisceaux a notamment été modifiée. Au bout de quelques semaines, la luminosité repartait à la hausse.
Parallèlement, les opérateurs ont optimisé au cours de l’année les paramètres de l’exploitation. Grâce à un nouveau système mis en place cette année, la configuration de compression télescopique achromatique (configuration ATS), ils ont notamment réduit la taille des faisceaux au moment où ils se croisent au centre des expériences. Plus les faisceaux sont resserrés, plus grand est le nombre de collisions à chaque croisement. L’an passé, les opérateurs étaient parvenus à obtenir 40 collisions à chaque croisement de paquets, sachant que chaque paquet contient 100 milliards de particules. En 2017, jusqu’à 60 collisions se sont produites à chaque croisement.
Le LHC continuera de fonctionner pendant deux semaines encore pour deux exploitations spéciales et une étude de fonctionnement. La première exploitation spéciale consiste à effectuer des collisions de protons à une énergie de 5,02 TeV. Cette énergie correspond à celle prévue pour l’exploitation avec des ions de plomb l’an prochain. Les physiciens peuvent ainsi récolter des données de référence avec des protons qu’ils pourront comparer à celles avec des ions de plomb.
La deuxième exploitation spéciale, à très faible luminosité, est destinée aux expériences TOTEM et ATLAS/ALFA. Pour ces études, les faisceaux sont desserrés et l’énergie limitée à 450 GeV, soit l’énergie d’injection dans le LHC.
Enfin, les opérateurs réaliseront une campagne dite de « Développement machine ». Durant une semaine, ils réaliseront des essais de fonctionnement pour améliorer encore les performances de l’accélérateur, incluant notamment des tests avec la configuration de compression télescopique achromatique (configuration ATS).
La magie de la configuration de compression télescopique achromatique
Au début de l’année, il a été décidé de procéder à d’importantes modifications de l’optique du LHC afin de rendre celle-ci compatible avec les techniques dites de compression télescopique achromatique, ou configuration ATS. Cette configuration permet des manipulations de l’optique, innovantes et complémentaires des techniques standard, qui sont utilisées pour réduire la valeur de bêta*, paramètre qui quantifie les dimensions transverses du faisceau au point d’interaction. Cette configuration est aujourd’hui reconnue comme le moyen le plus rentable, sinon le seul, et le plus robuste pour atteindre l’objectif très ambitieux du HL-LHC d’une valeur de bêta* de 10-15 cm, qui reste bien au-dessous des limites intrinsèques atteignables avec les techniques de compression standard.
La première difficulté qu’il a fallu surmonter pour permettre une mise en service rapide de cette configuration dans le LHC a consisté à démontrer la possibilité d’obtenir une version de l’optique du LHC avec une valeur intermédiaire de bêta* de 40 cm qui soit compatible avec la configuration ATS. Cette valeur de 40 cm, déjà atteinte en 2016, est intermédiaire du point de vue du HL-LHC, mais déjà au-delà de la valeur nominale de bêta* pour le LHC de 55 cm. La seconde difficulté a été la validation des techniques télescopiques de cette configuration qui allaient être déployées plus tard dans l’année. Ces techniques ont contribué aux performances record du LHC actuel en l’aidant à atteindre une valeur de bêta* de 30 cm, une réduction presque de moitié par rapport à sa valeur nominale.
Cette semaine, venez vous informer sur le tri et la valorisation des déchets dans le bâtiment principal (bât. 500), où le contractant en charge de la collecte des déchets au CERN*, en partenariat avec le département SMB, vous accueille pour vous expliquer comment bien trier au CERN pour mieux recycler. Nous pouvons tous contribuer, à notre échelle, à préserver l’environnement. Alors à vous de jouer !
Ce qui est recyclé
Papier, carton, PET, canettes en aluminium, verre, capsules Nespresso, bois, mais aussi déchets de chantier : en 2016, pas moins de 5 700 tonnes de déchets ont été produits au CERN, dont environ 50 % ont été recyclés. Comment améliorer ce chiffre ? Grâce à vous ! De nombreux containers, bennes et poubelles spécialement prévus pour la récupération des déchets recyclables sont installés sur les sites du CERN ; utilisez-les !
En particulier :
Des boîtes de collecte sont mises à disposition dans chaque bureau pour la récupération du papier/carton.
Des containers de recyclage pour le PET, les canettes en aluminium et les capsules Nespresso sont disponibles sur les sites du CERN**. Plusieurs bennes destinées à la récupération de ces déchets ont par ailleurs été installées près du bâtiment 156 (site de Meyrin) et du bâtiment 904 (site de Prévessin).
Pas moins de 19 containers destinés à la récupération des bouteilles en verre sont répartis sur les deux sites du CERN.
Pour les plus grands volumes, des bennes de 4 à 40 m3 peuvent être mises à disposition.
De plus, pour faciliter le recyclage des déchets de chantier, toute entreprise travaillant pour le CERN peut bénéficier du service de collecte des déchets. Pour encourager le recours à ce service, une procédure informant les conducteurs de chantier de la politique de tri et de recyclage du CERN a été établie. Cette mesure permet une meilleure traçabilité des déchets de chantier au CERN et une diminution des déchets non triés, qui sont maintenant répartis à la source entre diverses catégories : bois, déchets inertes, ferraille, etc., ce qui était auparavant très difficile.
Les déchets du CERN sont ensuite envoyés vers un centre de tri en Suisse, qui se charge d’effectuer un second tri, plus poussé, puis achemine les différents types de déchets vers les filières de recyclage et valorisation adaptées. Le papier/carton est ainsi recyclé en nouveau papier ; le bois usagé peut par exemple servir à fabriquer des panneaux agglomérés ; la ferraille est destinée aux aciéries ; le verre peut entrer dans la fabrication de laine de verre ; certains plastiques peuvent être recyclés en polystyrène, etc.
Ce qui est incinéré
Les déchets incinérables (parmi lesquels les déchets journaliers collectés par le service de nettoyage) sont récupérés dans des containers installés à l'extérieur de chaque bâtiment. Ces déchets sont ensuite envoyés dans un centre de tri en Suisse, où les matériaux potentiellement recyclables sont extraits. Les déchets ne pouvant être recyclés sont alors acheminés vers une usine d’incinération suisse située à proximité du CERN, où ils sont brûlés pour être valorisés en énergie électrique et thermique.
Quid des restaurants ?
Pour l’heure, les restaurants Novae du CERN manquent de containers de tri. Pour y remédier, cinq îlots de tri destinés à la récupération des déchets ménagers, du PET et des gobelets à café compostables seront installés dans le restaurant 1. Progressivement, d’autres solutions de recyclage seront mises en place dans les restaurants du CERN. Notez que les bouteilles en verre et déchets organiques sont triés directement dans les cuisines par le personnel Novae.
Bien sûr, il ne s’agit pas seulement de jeter vos déchets dans les containers de recyclage, car encore faut-il les jeter dans les bons containers : veillez en effet à déposer chaque matériau dans la bonne poubelle, c’est primordial ! (Notez en particulier que les gobelets en plastique ne sont pas en PET.)
*Les sociétés de tri et de traitement des déchets partenaires du CERN ont été sélectionnées par appel d'offres selon des critères de proximité, et ce, afin de limiter les émissions de CO2 liées au transport.
Le stand du CERN a été conçu pour symboliser une collision de particules. Au centre de la collision, les visiteurs pouvaient découvrir le LHC et l’un de ses détecteurs en réalité virtuelle. (Image : Maximilien Brice, Julien Ordan)
Dimanche 19 novembre, le rideau des Automnales est retombé, clôturant dix jours d’animations et d’échanges sur le magnifique stand bleu du CERN. Quelque 145 000 personnes se sont rendues aux Automnales, la grande majorité d’entre elles passant par le stand du CERN. Les visiteurs y ont découvert la science fondamentale, participant aux animations et ateliers, et rencontrant les volontaires qui leur ont fait partager la passion de la recherche. En plus des activités permanentes, 114 ateliers, shows et présentations ont fait salle pleine. 159 élèves ont spécialement fait le déplacement et, chaque matin, environ 150 aînés se rendaient sur le stand. Un grand merci aux 172 volontaires qui ont accueilli, guidé et informé avec enthousiasme le public des Automnales. Revue en image.
Voyage à travers le temps et l’espace. Lors de l’inauguration, les Yodleuses de Genève, en habit traditionnel, ont réalisé un voyage futuriste dans le LHC et l’expérience CMS. Le choc des époques. (Image : Maximilien Brice, Julien Ordan/CERN) Pas besoin de s’appeler Ronaldo pour jouer au football avec des protons. Les adolescents shootent à pleine énergie ! (Image : Maximilien Brice, Jules Ordan/CERN) Les 114 ateliers et shows organisés au cours des dix jours ont fait le plein. Sur cette image, l'un des ateliers, consacré à la programmation de robots. (Image : Maximilien Brice, Julien Ordan/CERN) Rien à vendre sur le site du CERN, que des connaissances et des surprises à savourer. Et ceux qui souhaitaient un souvenir, pouvaient repartir avec un sachet de sucre leur donnant quelques grains de savoir, ou un tatouage temporaire « J’aime les protons » ou « Ma mère est une supernova ». (Image : CERN) L'exposition du CERN a suscité de nombreux échanges entre les volontaires du CERN et les voisins du Laboratoire. Une découverte mutuelle. (Image : CERN) La physique c'est amusant, et parfois même tellement déroutant qu'on en a les cheveux qui se dressent sur la tête. C'est ce qu'expérimentaient les spectateurs du très populaire show électrique animé par le Physiscope de l'Université de Genève, partenaire du CERN lors des Automnales. (Image : CERN)
Un grand merci aux 172 volontaires, qui ont communiqué leur enthousiasme aux visiteurs, et se sont parfois adonnés à quelques facéties. (vidéo : Jacques Fichet)
Nouveaux aimants à septum verticaux du système d'injection du booster, placés dans leur enceinte à vide. Ils distribueront le faisceau du Linac4 aux quatre anneaux du Booster du Synchrotron à protons. (Image : Julien Ordan/CERN)
Ne vous laissez pas distraire, sous peine de manquer une étape importante du développement du LHC à haute luminosité : la mise au point des nouveaux aimants déflecteurs, qui permettront de transférer le faisceau du premier au deuxième élément du complexe d’accélérateurs du CERN, soit de l'accélérateur linéaire 4 (Linac4) au Booster du Synchrotron à protons (PSB).
Les aimants à septum verticaux du système d'injection du booster (BISMV10), développés dans le cadre du projet d'amélioration des injecteurs du LHC (LIU), ont réussi leurs tests finaux le 8 novembre dernier. Placés dans leur enceinte à vide, ils seront installés sur la ligne de transfert entre le Linac4 et les quatre anneaux superposés du Booster du PS pendant le deuxième long arrêt, qui aura lieu en 2019-2020.
Dans la nouvelle configuration, le faisceau en provenance du Linac4 sera distribué sur quatre trajectoires à l'aide d'aimants de déflexion rapide installés sur la ligne de transfert. Chaque tranche sera ensuite déviée verticalement par les nouveaux aimants à septum et dirigée vers le premier, le deuxième et le quatrième anneau du Booster du PS. Le troisième anneau étant situé au même niveau que le faisceau incident, aucune déviation ne sera nécessaire pour cet anneau.
Les aimants à septum sont conçus de manière à contenir le champ magnétique dans l'ouverture de l'aimant par laquelle le faisceau passe. Le champ magnétique de fuite, à l'extérieur du septum, est réduit au strict minimum. Ainsi, les aimants à septum peuvent être placés aussi proches que possible du faisceau circulant dans le Booster du PS sans provoquer d'oscillations indésirables. De plus, cette disposition permet au faisceau destiné au troisième anneau de circuler entre les deux aimants sans que sa trajectoire soit affectée.
Aimants 2 et 4 dans l'enceinte à vide ; l'espace entre ces aimants permettra au faisceau de passer dans le troisième anneau du Booster du PS. (Image : Julien Ordan/CERN)
Les aimants de l'ancienne génération actuellement utilisés sont composés de ferrite et ne sont adaptés qu'à un faisceau de 50 MeV provenant du Linac2. Les nouveaux aimants, quant à eux, pourront dévier un faisceau d'ions d'hydrogène négatifs d'une énergie de 160 MeV, qui sera produit par le Linac4. Les nouveaux aimants sont faits de 1 500 tôles d'acier chacun empilées les unes sur les autres, chacune épaisse de 350 microns.
Michael Hourican (à gauche), ingénieur du projet qui a conçu le système, et Miro Atanasov (à droite), ingénieur-technicien, à côté de l'enceinte à vide terminée des BISMV10. (Image : Julien Ordan/CERN)
Par ailleurs, les équipes réalisent actuellement des tests finaux du système amélioré de distribution de faisceau injecté (BIDIS), un autre élément de la ligne de transfert, qui a pour tâche de découper le faisceau du Linac4 en six tranches. L’assemblage des nouveaux aimants à septum, reposant sur le principe des courants de Foucault, en vue de l'injection du faisceau dans le Synchrotron à protons, commencera début 2018.
Le campus de l’ELI (Extreme Light Infrastructure) à Măgurele-Bucarest (Roumanie). (Image: ELI-NP)
En 2011, le CERN, DESY et l’ESS (Source européenne de spallation) ont uni leurs forces pour lancer une série d’ateliers sur le sujet de l’énergie pour une science durable. L’objectif était non seulement d’améliorer l’efficacité énergétique des infrastructures de recherche, mais aussi d’identifier des moyens de contribuer aux problèmes mondiaux liés à l’énergie. Au fil des ateliers, l’idée selon laquelle les infrastructures de recherche devraient, en termes de consommation d’énergie, faire partie non pas du problème mais de la solution, est devenue incontournable.
Chaque atelier est structuré autour de quatre thèmes : le partage d’expériences dans la gestion de l’énergie, l’amélioration de l’efficacité énergétique, la récupération des déchets énergétiques, et les technologies des énergies de pointe. Le nombre de participants est en augmentation, et la participation s’est maintenant étendue au-delà de l’Europe. À Măgurele, des intervenants venus de Chine, du Japon, du Moyen-Orient et des États-Unis ont évoqué les besoins en énergie des futures installations. Il y a également eu une présentation sur la ferme d’énergie solaire actuellement en construction qui alimentera la nouvelle source de lumière SESAME, en Jordanie ; cette dernière deviendra ainsi la première infrastructure de recherche majeure entièrement alimentée par de l’énergie renouvelable.
Cette série d’ateliers est également conçue pour permettre une sensibilisation accrue au problème de l’énergie au niveau européen, objectif qui a aussi été atteint. L’UE était bien représentée à Măgurele, avec un exposé de Jean-David Malo, de la Direction générale de la recherche et de l’innovation de la Commission européenne, et des discussions sur le programme de R&D sur les accélérateurs ARIES, dans lequel l’intégration de l’efficacité énergétique est traitée comme un élément d’étude clé pour tout futur projet.
Ici au CERN, nous avons travaillé dur sur les quatre thèmes de l’atelier. Comme les autres institutions organisatrices, nous avons nommé un coordinateur pour l’énergie et créé un Comité pour la gestion de l’énergie (EMP). Environ 90 % de la consommation d’énergie du CERN est liée au programme de recherche, avec l’alimentation de nos accélérateurs, de nos détecteurs et de nos installations informatiques ; il est donc naturel que nous concentrions nos efforts là-dessus.
Lors de la récente consolidation de la zone Est, l’amélioration de l’efficacité énergétique a été intégrée dans le plan de conception ; ainsi, les aimants de la ligne de faisceau ne seront dorénavant mis sous tension que lorsque cela sera nécessaire. Cette mesure simple réduira leur consommation d’énergie de 90 %, soit une économie d’environ 600 000 CHF par année de fonctionnement. Cela peut sembler faible par rapport à la facture d’électricité totale du CERN, mais si nous continuons de mettre en place des mesures de ce type, cette somme augmentera.
Parmi les autres mesures appliquées ou envisagées, on peut citer un accord passé avec notre principal fournisseur d’électricité, au titre duquel nous ferons des prévisions de notre consommation d’énergie pour l’année à venir. Si nous consommons le volume prévu, notre fournisseur peut mieux s’organiser à l’avance, et nous recevons un rabais en retour. Nous avons aussi développé un cycle d’économie d’énergie pour le SPS ; ce cycle s’enclenche lorsqu’il n’y a pas de faisceau disponible en provenance des accélérateurs situés en amont. Les grandes expériences mettent elles aussi en place des modes de fonctionnement à faible énergie pour les périodes d’arrêt de fonctionnement.
Tout cela contribue à ce que les infrastructures de recherche deviennent une partie de la solution, mais nous voulons aller plus loin, et utiliser nos technologies pour répondre aux besoins en énergie. À cette fin, nous avons travaillé avec les communautés locales sur des manières de valoriser notre chaleur résiduelle, et avons commencé à installer des systèmes qui utiliseront la chaleur résiduelle du LHC pour contribuer au chauffage d’un nouveau quartier.
Pendant que nous construisions le LHC, le secteur des fournisseurs d’électricité suivait nos travaux ; il n’y avait en effet jamais eu auparavant d’installation supraconductrice aussi grande, ou ayant besoin d’une telle fiabilité. Nous nous sommes montrés à la hauteur. Les regards sont à présent encore une fois portés sur nous, car le CERN travaille maintenant avec l’un des supraconducteurs conventionnels les plus prometteurs, le diborure de magnésium. Il est encore tôt, mais ce matériau pourrait se révéler intéressant pour une nouvelle génération d’aimants à champ élevé, et il pourrait éventuellement ouvrir la voie vers une distribution d’électricité supraconductrice, et donc sans pertes.
Le CERN a l’ambition de devenir une référence en matière de recherche responsable du point de vue de l’environnement, et la gestion de notre énergie est un ingrédient vital pour y parvenir. Les ateliers sur l’énergie pour une science durable sont une élément moteur pour faire de cet idéal une réalité.
Les membres du personnel titulaires ayant passé 25 années au service du CERN en 2017 ont été conviés par la Directrice générale à une réception donnée en leur honneur le 24 novembre 2017. Nous les remercions chaleureusement pour leur engagement et leur souhaitons une très bonne continuation au CERN !
La 2e réunion 2017 de la Commission sur les matières dangereuses du Comité technique international de prévention et d'extinction du feu a eu lieu au CERN. (Image : Sophia Bennett/CERN)
Fondé à Paris en 1900, le Comité technique international de prévention et d'extinction du feu (CTIF) est devenu le principal forum d'experts pompiers, comptant quelque 40 pays membres et un nombre comparable de membres associés, dont le CERN. Le CTIF regroupe une douzaine de commissions spécialisées, qui traitent de questions diverses allant des brigades de pompiers volontaires aux incendies de forêts. Chacune des commissions permet aux pompiers de faire part de leur expérience afin d'améliorer les techniques opérationnelles de tous.
Le CERN est membre de la Commission sur les matières dangereuses, qui se réunit deux fois par an, dernièrement en Grèce et au Royaume-Uni. Le CERN, en raison de son environnement particulier en matière de protection incendie, a été invité à accueillir la seconde réunion de 2017. Les quelque 20 participants représentaient 13 des pays membres du CTIF. Le CERN a ainsi pu évoquer son expérience et les défis auxquels il doit faire face, mais aussi bénéficier du savoir-faire des experts invités. Le programme de la réunion était divisé en trois parties. Chaque participant a pu notamment présenter l'étude d'un cas précis. Le CERN a, par exemple, eu l'occasion d'expliquer comment son Service de Secours et du Feu prévoyait de faire face à un éventuel incendie dans l'installation MEDICIS. Des ateliers thématiques ont également eu lieu, tels que celui consacré à la protection contre les incendies dans un environnement cryogénique, dans lequel le Service de Secours et du Feu du CERN dispose d'un grand savoir-faire. Des tests de matériel de lutte contre l'incendie à des températures extrêmement basses ont été réalisés à cette occasion.
L'atelier a permis au CERN d'en apprendre davantage sur les méthodes de ses invités, et vice versa. Cette rencontre était une occasion exceptionnelle de contribuer aux travaux d'un des plus grands réseaux de pompiers, de renforcer les liens professionnels entre des services du feu du monde entier et de nouer de précieuses collaborations pour promouvoir la sécurité au CERN.
Garder ses appareils à jour pour que les vulnérabilités et faiblesses connues ne puissent pas être exploitées par des personnes mal intentionnées fait partie des bonnes pratiques de base dans le domaine de la sécurité informatique. Le problème est que ces vulnérabilités et faiblesses ne sont justement pas toujours connues. Toutes ne sont pas signalées ou publiées immédiatement après leur découverte. Il existe généralement un délai de grâce d'environ trois mois accordé par les personnes pratiquant la « divulgation responsable » aux propriétaires de logiciels, pour que ces derniers puissent réparer les failles, avant qu'elles ne soient rendues publiques. Au moment de leur publication, les mesures prises sont documentées et appliquées grâce au mécanisme de mise à jour standard. Cependant, certaines personnes, organisations ou entreprises optent parfois pour une approche bien différente. Au lieu de pratiquer la divulgation responsable, elles collectent des données sur les vulnérabilités et faiblesses pour les vendre au plus offrant (souvent sur le marché noir), ou les utiliser à de mauvaises fins (espionnage, cyberattaques, etc.).
Une autre bonne pratique permet toutefois de limiter les risques en matière de sécurité informatique : la réduction de l'exposition aux attaques. Moins il y a de logiciels installés sur un appareil, mieux ils sont programmés ; moins un logiciel est répandu sur le marché, plus la surface d'attaque est limitée. Un logiciel qui n'est pas installé ou exécuté sur un appareil ne présente aucun risque pour ce dernier. Un logiciel de qualité, programmé dans le respect des bonnes pratiques de sécurité, est plus difficile à exploiter. Enfin, un logiciel utilisé par peu de personnes ne sera probablement pas pris pour cible par les pirates informatiques, puisque le détourner ne présente pas un intérêt financier suffisant.
Tous systèmes d'exploitation confondus (Windows, Mac et Linux), parmi les applications présentant le plus de failles signalées en 2017 figurent Microsoft Edge, Safari d'Apple, Adobe Acrobat et Acrobat Reader, et Java JDK et JRE d'Oracle. Même si ce ne sont que quelques applications parmi d'autres, celles que nous avons citées dominent le marché de l'informatique et sont installées sur de nombreux appareils différents, dont probablement le vôtre. Mais en avez-vous vraiment besoin ? N'existe-t-il pas des logiciels similaires moins connus et donc moins susceptibles d'être exploités ?
Il en existe bel et bien. Et c'est la raison principale pour laquelle le CERN a retenu récemment, pour ses lecteurs PDF par défaut, les logiciels PDF-XChange pour Windows et PDF Expert pour Mac. Couplés à d'autres éléments de sécurité (à savoir le moteur de filtrage sophistiqué que le CERN utilise pour éliminer le spam), ces nouveaux lecteurs par défaut ne seront pas infectés par des documents PDF contaminés visant les failles du lecteur PDF qui domine le marché. Même si ces logiciels ne sont pas, en soi, nécessairement moins vulnérables, la probabilité que quelqu'un cherche à les exploiter est bien plus faible, puisque la majorité des pirates informatiques s'en prennent aux logiciels les plus couramment utilisés – ceux de la liste mentionnée ci-dessus.
Vous voulez faire plus ? Passez en revue les logiciels installés sur vos appareils, en particulier s'il figurent dans la liste suivante : https://www.cvedetails.com/top-50-products.php?year=2017. Désinstallez les applications que vous n'utilisez que très peu, voire pas du tout, afin de limiter votre exposition. Pensez à opter pour d'autres logiciels. Pour remplacer votre navigateur ou votre lecteur PDF préférés, vous avez le choix entre nombre de solutions de qualité (mieux sécurisées), et parfois gratuites. Enfin, pensez à mettre vos logiciels à jour régulièrement. Pour vous faciliter la tâche, utilisez Secunia, un logiciel qui vérifie si vos autres logiciels sont à jour.
Pour en savoir plus sur les incidents et les problèmes relatifs à la sécurité informatique au CERN, lisez nos rapports mensuels (en anglais). Si vous désirez avoir plus d’informations, poser des questions ou obtenir de l’aide, visitez notre site ou contactez-nous à l’adresse Computer.Security@cern.ch.
Cette année, les participants ont été mis au défi de répondre à l'une des questions les plus fréquemment posées par nos visiteurs : « Pourquoi le CERN fait-il ce qu’il fait ? » (Image : Daniel Dobos/CERN)
LHCreate s'est déroulé en novembre. L'occasion pour les participants de présenter leurs idées les plus novatrices lors d'un atelier de deux jours conçu pour leur permettre d'apporter des réponses incroyables à des questions fondamentales.
Cette année, les participants ont été mis au défi de répondre à l'une des questions les plus fréquemment posées par nos visiteurs : « Pourquoi le CERN fait-il ce qu’il fait ? ».
Une contrainte : ne pas répondre avec des mots. À la place, ils ont été invités à concevoir un objet interactif susceptible de plaire au grand public.
Pour susciter un déchaînement d'imagination, nous avons réuni divers membres du personnel du CERN, comme des ingénieurs, des physiciens, des experts en informatique et des membres de l'administration, ainsi que des étudiants en design et en architecture de l'IPAC, une école de graphisme et de design à Genève.
Nous leur avons donné 36 heures pour imaginer, concevoir et construire ensemble un prototype à présenter publiquement.
L’objet gagnant est un jeu qui s'inspire des jeux d'évasion, très populaires actuellement, à la différence qu’ici, les joueurs doivent s'introduire au CERN pour obtenir les réponses à leurs questions. Constitué de quatre cubes différents et d'un écran tactile, le jeu invite les joueurs à résoudre une série de questions ayant trait à la théorie, aux expériences, à l'informatique et aux collaborations. Chaque bonne réponse fournit un numéro ; une fois les numéros saisis dans le bon ordre sur l'écran tactile, le joueur peut accéder à son prix.
Deux jours durant, IdeaSquare a bourdonné comme une ruche. Si les participants ont consacré les premières heures à développer leurs projets, ils sont vite passés à la pratique dans les ateliers de mécanique et d'électronique prévus à cet effet, et demandé du matériel aussi varié que des ballons de yoga, des capteurs Kinect pour Xbox ou des ressorts.
Au terme de ces deux jours, les participants ont pu présenter leur projet, en anglais et en français, au public et au jury.
Les présentations se sont déroulées de façon très professionnelle et, après délibération, le jury et le public ont choisi à l'unanimité le projet gagnant, qui sera exposé sur les sites de CMS, d'ATLAS et à l'office de tourisme du Pays de Gex.
Je suis rentré aux Pays-Bas en 1998 pour prendre le poste de professeur en physique expérimentale à l'université Radboud de Nimègue. Après plus de 10 ans passés à faire presque exclusivement de la recherche au CERN et ailleurs, j'ai constaté (mais je m’en doutais déjà) qu'enseigner me plaisait énormément. En donnant des cours de premier cycle en physique, j'ai rencontré des enseignants du secondaire qui aidaient des étudiants à faire la transition entre l'enseignement secondaire et supérieur. En effet, si de nombreux jeunes passent d'un système à l'autre sans problème, d'autres se rendent compte au cours de leur première année qu'étudier la physique à l'université est différent de ce qu'ils avaient imaginé. C’est pourquoi on constatait un grand nombre d’abandons en première année.
Il fallait tenter de remédier à cette situation. Alors que je venais de lire un article consacré à un projet sur les rayons cosmiques, mené par le physicien expérimental Jim Pinfold dans une école secondaire au Canada, un de mes collègues, Charles Timmermans, m'a proposé un projet similaire pour notre université. C'est ainsi que nous avons lancé en 2000 le projet Nijmegen Area High School Array. Deux ans plus tard nous avons mis sur pied au niveau national, en collaboration avec d'autres personnes, le projet HiSPARC (High-School Project on Astrophysics Research with Cosmics), qui consistait à placer des détecteurs à scintillateurs sur les toits d'établissements scolaires pour former un réseau de détecteurs. Ce projet est à la fois de la vraie science et un moyen d'enseigner aux élèves des méthodes de recherche. Nous nous sommes beaucoup amusés à construire les détecteurs avec les élèves, à nous promener sur le toit des écoles en toute légalité et à analyser les données recueillies. Bien entendu, il est impossible de tout contrôler et il est parfois difficile de garder les objectifs en vue. Les établissements scolaires ont ainsi tendance à se montrer assez désinvoltes en ce qui concerne le bon fonctionnement de leurs détecteurs, alors qu'il est essentiel de disposer d'un réseau fiable pour obtenir des résultats en physique.
Le projet HiSPARC a eu un effet secondaire intéressant. Alors que je travaillais avec mon groupe sur l'expérience DΦ au Tevatron, l’objectif étant le boson de Higgs, j'ai été de façon plus ou moins adiabatique attiré par l'Observatoire Pierre Auger (PAO), l'observatoire international dédié à l'étude des rayons cosmiques en Argentine. Les particules les plus énergétiques de l'Univers sont particulièrement mystérieuses : nous ne savons toujours pas précisément d'où elles viennent, même si les résultats les plus récents du PAO semblent indiquer que nous sommes sur le point de trouver la réponse. De même, nous ne savons pas comment elles ont pu atteindre une énergie de 100 millions TeV. Ma participation en tant qu'universitaire à un projet scolaire a donné à ma carrière une toute autre direction et, au cours des cinq dernières années, j'ai consacré toutes mes recherches au PAO.
Encouragé par mon réseau d'enseignants, j'ai mis sur pied il y a environ 10 ans un programme d'étude conjoint entre six établissements scolaires axé sur la nouvelle discipline créée par le ministère aux Pays-Bas – « nature, vie et technologie », qui intègre des matières relevant de la science, de la technologie, de l'ingénierie et des mathématiques. Ainsi, tous les vendredis après-midi, 350 élèves nous rejoignent à la faculté des sciences, ce qui est en soi un véritable casse-tête du point de vue de l'organisation et de la logistique. Des groupes sont organisés au cours de l'après-midi en fonction des activités : cours magistraux, séminaires, travaux pratiques en biologie, chimie, physique, informatique, etc., qui se passent dans dix lieux différents à l'intérieur (et parfois à l'extérieur) du bâtiment, à raison d’un enseignant par groupe de 20-25 élèves. Suite à ce projet, j'ai lancé en 2011 un programme pré-universitaire de deux ans, destiné aux meilleurs élèves des dernières classes du secondaire, qui se déroule également à l’université et implique une vingtaine d'enseignants et quatorze membres de la faculté. Le premier groupe d'élèves est arrivé en 2013 et l'un des premiers diplômés du programme a récemment effectué un stage au CERN.
Ces activités demandent beaucoup de travail. Mais cela en vaut la peine. En réfléchissant à la meilleure façon d'enseigner la physique des particules à des élèves aux milieux et aux bagages divers, j'ai acquis une meilleure compréhension des fondamentaux de la discipline. Même la tâche, parfois fastidieuse, de réunir les directeurs d'école et de les convaincre de réaliser des projets inhabituels m'a servi dans mon rôle actuel de président du Conseil du CERN. Travailler avec des élèves et des enseignants m'a beaucoup apporté, sans entraver mon activité de recherche ou mes autres responsabilités. Et donc, si j’arrive à mener de front de tels projets et des projets scientifiques, il me semble que la plupart des scientifiques pourraient consacrer du temps à la transmission pour passer le flambeau à la jeune génération.
Le vendredi 24 novembre, les modules supérieur et inférieur d’ARIA, ainsi qu’un module standard, ont été acheminés dans le bâtiment 180 et assemblés afin de tester précisément leur alignement et leurs interconnexions. (Image : Max Brice/CERN)
Le CERN participe à ARIA : ce projet consiste à construire une tour de distillation de 350 mètres de haut qui sera utilisée pour purifier de l’argon liquide (LAr) destiné à un usage scientifique et, dans un second temps, médical.
La tour, qui sera composée de 28 modules identiques, ainsi que d’un module supérieur (le condensateur) et d’un module inférieur (le rebouilleur), sera installée dans le puits d’une mine de charbon désaffectée en Sardaigne (Italie). L’objectif de ce projet est de fournir de l’argon le plus pur possible à l’expérience DarkSide, une expérience internationale sur la matière noire menée dans les laboratoires nationaux du Gran Sasso de l’INFN.
DarkSide est une chambre à projection temporelle remplie d’argon liquide double phase conçue pour détecter l’éventuel passage d’une particule de matière noire, sous la forme d’une particule massive interagissant faiblement (WIMP), lorsqu’elle entrerait en collision avec les noyaux d’argon contenus dans le détecteur. Selon les prédictions, cette interaction WIMP-noyaux est extrêmement rare. Le détecteur ne doit donc contenir que de l’argon le plus pur possible, afin d’éviter qu’un faux signal soit déclenché accidentellement.
C’est pour produire cet argon ultra-pur qu’ARIA a été conçu. L’argon atmosphérique contient de nombreuses « impuretés », telles que de l’eau, de l’oxygène, du krypton et de l’argon 39, un isotope de l’argon, qui sont tous de possibles sources de signaux indésirables. Dans l’argon provenant de sources souterraines, la quantité de l’isotope argon 39 est 1 400 fois plus faible, mais cela reste insuffisant pour les recherches sur la matière noire. ARIA est conçu pour purifier l’argon souterrain d’un facteur 10 par passage, afin de ne conserver que l’argon 40, un isotope stable, en s’appuyant sur un principe de physique très simple : les deux isotopes ont une volatilité différente, ce qui signifie que l’argon 39 se vaporisera plus vite que l’argon 40 puisque son noyau possède un nucléon de moins.
La séparation est effectuée par un processus de distillation standard. Tout d'abord, l'argon est injecté jusqu'à environ deux tiers de la colonne à l'état gazeux. Le gaz atteint le sommet de la colonne où il se condense. Le liquide s'écoule alors vers le bas de la colonne, où il entre dans le rebouilleur et est de nouveau transformé en gaz. Au fond, une petite fraction du liquide enrichi en argon-40 est extraite (produit de la distillation), tandis qu'au sommet, une petite fraction enrichi en argon-39 est extraite.
Bien que le procédé soit similaire à une distillation standard, il existe des différences notables. La première d'entre elles est que la colonne est de taille considérable: avec ses 350 mètres, elle est unique au monde. En outre, afin d'augmenter la puissance de séparation isotopique, ARIA est rempli d'un emballage spécial qui rend la colonne équivalente à une série d'environ 3000 processus de distillation en une seule étape. Enfin, moins de 1 partie par millier du flux total dans la colonne est extraite, ce qui signifie que la colonne fonctionne à un état proche de son état de reflux total.
La taille de la colonne et son fonctionnement représentent de véritables défis technologiques. C'est pourquoi la réalisation de la colonne nécessite plusieurs vérifications de qualité effectuées sur chaque module avant et pendant l'installation.
Après leur construction, les modules ont été transportés au CERN, où le groupe Vide, surfaces et revêtements (VSC) du département Technologie les a soumis, un par un, à des essais d’étanchéité. Le vendredi 24 novembre, les modules supérieur et inférieur d’ARIA, ainsi qu’un module standard, ont été acheminés dans le bâtiment 180 et assemblés afin de tester précisément leur alignement, leur géométrie et leurs interfaces d’interconnexion avant l’étape du soudage. Ces trois modules seront ensuite transportés en Sardaigne, où ils seront assemblés verticalement, dans un premier temps sur le sol, afin d’être mis en fonctionnement et testés. La colonne entière sera ensuite assemblée dans le puits de la mine.
L’assemblage d’ARIA devrait être terminé fin 2018, et son exploitation commencer en 2019. Une fois la technique éprouvée, de nombreux autres constituants de l’air, tels que l’oxygène 18, l’azote 15 et le carbone 13, pourraient être distillés grâce au même processus. Ces éléments trouvent des applications importantes dans de nombreux domaines technologiques et de recherche, notamment en ce qui concerne les techniques de diagnostic du cancer.
Les modules d’ARIA (à l’arrière-plan de la photo) font l’objet d’essais d’étanchéité au CERN avant d’être transportés en Sardaigne. Dans les prochaines semaines, le module supérieur (au premier plan), le module inférieur et un module standard de la colonne seront emboîtés horizontalement afin de vérifier précisément leur alignement. (Image : Julien Ordan/CERN)
Le Centre de contrôle du CERN en 2017. Le complexe d'accélérateurs et le LHC ont accumulé un nombre de données record en 2017. (Image : Julien Ordan/CERN)
Le dernier faisceau de protons de 2017 qui a circulé dans le LHC a été arrêté le 4 décembre, aux alentours de 4 heures du matin. La machine a été éteinte et l’hélium stocké à la surface. Bientôt, à la place des protons, ce sont des personnes qui parcourront le LHC afin de réaliser des opérations de maintenance et d’amélioration avant la reprise de la physique, au printemps 2018.
Le mois de décembre est un bon moment pour revenir sur l’année écoulée, qui a été riche en événements et en péripéties.
Le 29 avril, le premier faisceau a été injecté après l’arrêt hivernal prolongé (EYETS). La machine a ensuite été mise en service avec un nouveau système d’optique utilisant la configuration de compression télescopique achromatique (ATS) ; celle-ci permet de réduire les dimensions du faisceau (paramètre beta*) au cœur des expériences.
Moins d’un mois plus tard, le 23 mai, les premiers faisceaux stables ont été déclarés ; ils ne contenaient que quelques paquets, mais les expériences ont pu commencer à enregistrer des données. Une courte période de mise en service et de montée en intensité « alternées » a ensuite commencé ; elle a également comporté une phase de nettoyage d’une semaine, visant à réduire l’émission d’électrons dans les tubes de faisceaux. Il est en effet important de réduire les nuages d’électrons dans la chambre à vide, car ceux-ci peuvent déstabiliser le faisceau. Le 29 juillet, des faisceaux contenant 2556 paquets ont été déclarés stables et peu après, le 29 août, un nouveau record de luminosité de crête a été établi : 1,74x1034 cm-2s-1, soit près de 75 % de plus que la luminosité nominale.
Pendant la montée en intensité qui s’est soldée par cette luminosité de crête record, les premiers signes d’un problème dans la cellule 16L2 sont apparus, et des pertes de faisceau ont été observées. Le 10 août, afin de résoudre le problème surnommé 16L2, l’écran de faisceau a été réchauffé afin de faire évaporer d’éventuelles molécules d’oxygène ou d’azote gelées et de les condenser sur la paroi intérieure du tube. Cette méthode, qui a porté ses fruits dans le passé en d’autres points de la machine, n’a cette fois malheureusement pas fourni les résultats escomptés, et il n’a pas été possible de conserver les 2556 paquets dans le LHC.
Une courte période de performance réduite pour les faisceaux a commencé. Cela a été l’occasion pour les injecteurs de faire montre de leur extrême souplesse s’agissant de produire diverses configurations de faisceau ; le faisceau appelé « 8b4e » (huit paquets et quatre places vides) a donc pu être créé. Il a ainsi été possible d’augmenter à nouveau le nombre de paquets dans le LHC, à mesure que la production de nuages d’électrons, soupçonnée de contribuer aux arrêts de faisceaux en raison du problème 16L2, était réduite. Le faisceau standard 8be4 a été utilisé par le LHC à partir du 4 septembre mais le développement de cette configuration a continué du côté des injecteurs, et le 2 octobre une version plus brillante de ce faisceau a été fournie au LHC. Pendant ce temps, le LHC a également commencé à utiliser l’optique ATS, et le paramètre beta* est ainsi passé de 40 à 30 cm, ce qui a permis d’augmenter la luminosité des expériences.
Le 30 octobre déjà, l’objectif de luminosité pour 2017 a été atteint, et le niveau de 45 fb-1 a été dépassé. Le 2 novembre, des faisceaux déclarés stables ont atteint une luminosité de crête de 2,05 x 1034cm-2s-1, soit plus de deux fois la luminosité nominale. Lorsque l’exploitation principale avec protons a pris fin, le 11 novembre, plus de 50 fb-1 avaient été fournisà chacune des expériences ATLAS et CMS. Une exploitation pour la physique spéciale et un programme intensif de développement machine ont ensuite eu lieu, et ils se sont terminés à l’aube du 4 décembre, concluant cette belle campagne 2017.
Si le groupe chargé des opérations est souvent à l’honneur quand il s’agit de faire fonctionner le complexe d’accélérateurs, il faut souligner que les résultats de cette année ont été obtenus grâce au travail d’une bien plus grande équipe. Cette équipe est composée de personnes de nombreux groupes et de plusieurs départements. Un grand merci à toutes ces personnes pour tout leur travail, leur soutien, leurs idées et leur dévouement.
Nous pouvons par conséquent tous garder le souvenir d’une année bien remplie et réussie. Nous pouvons aussi nous réjouir de profiter d’une courte pause pendant les fêtes de fin d’année, avant le redémarrage du complexe d’accélérateurs au printemps, avec une énergie nouvelle.
L’apprenti Simon Kramer (au fond à gauche) lors de la remise des prix UIG 2017 en présence de Pierre Maudet, conseiller d’État du Canton de Genève. Le deuxième lauréat du CERN, Baptiste Teufel, n’a pu participer à la cérémonie. (Photo : CERN)
En 2017, quatre apprentis techniques du CERN ont obtenu leur certificat fédéral de capacité (CFC). Au terme de quatre années de formation au CERN, Matthieu Locarnini, Lars Iven et Baptiste Teufel, laborantins en physique, ainsi que Simon Kramer, électronicien, ont quitté le Laboratoire.
Baptiste Teufel et Simon Kramer se sont par ailleurs vu décerner le prix de l’Union industrielle genevoise (UIG) pour leurs excellents résultats scolaires. Les prix ont été remis le 5 décembre dernier au Centre de formation de Pont Rouge-Genève, en présence de Pierre Maudet, Conseiller d’État du Canton de Genève en charge du département de la Sécurité et de l’Économie.
Le programme d’apprentissage du CERN, qui existe depuis les années 1960, accueille chaque année de nouveaux étudiants et a permis à des dizaines de jeunes d’obtenir leur CFC dans le cadre de cette formation en alternance.
Un grand merci aux maîtres de stage de tous les départements qui permettent aux jeunes de suivre une formation d’excellente qualité.
L'une des diapositives de l'époque du LEP métamorphosée en oeuvre d'art par le temps.
Une mauvaise nouvelle s’est transformée en jolie surprise pour les responsables de la mémoire numérique du CERN. Plusieurs centaines de diapositives du CERN, réalisées dans les années 1980 pour le Grand collisionneur électron-positon LEP, prédécesseur du LHC, n’ont pas résisté au fil des ans. Elles se sont dégradées au point qu’il est souvent impossible de deviner ce qui pouvait y figurer. Mais ce faisant, elles se sont transformées en tableaux abstraits, véritables œuvres picturales.
Une dizaine de ces étonnants tableaux seront exposés dans le bâtiment principal du 29 janvier au 9 février.
Découvrez la collection Volmeur
Exposition au bâtiment principal
du lundi 29 janvier au vendredi 9 février
Vernissage le lundi 29 janvier à 17h00