News: 19 March 2010
3.5 TeV: Patience pays dividends
In my message this week, I’d like to congratulate the LHC team in accelerating two beams to 3.5 TeV in the early hours of this morning. The timing could not have been better. Coming during a week of CERN Council meetings, it allowed us to show delegates the great progress we’re making. The occasion also gave us the opportunity to set out again the prudent step-by-step approach that we’re taking to get the LHC up and running, and it was refreshing to hear one member of the Scientific Policy Committee declare on Monday that we should never forget that the LHC is not a turnkey machine.
With the progress the LHC is making, that simple fact would be easy to overlook. The figures coming back from this first run are already quite remarkable. In week 10, the LHC’s availability for the operators was over 65%: it usually takes a new accelerator years to reach that level of availability. And over the last few weeks, operation of the LHC at 450 GeV has become routinely reproducible, which is again a feat that usually takes a new machine much longer to achieve.
All this augurs very well for the future, but we must not lose sight of the fact that the LHC is new, and it wasn’t bought off the shelf. It is a state of the art prototype that is pushing the limits of technology across a wide range of disciplines, and as such it needs to be treated with the greatest respect. We have recovered well from the incident of 19 September 2008, and are now poised on the threshold of a new era of discovery. But the legacy of that incident will be with us for some time to come.
As we approached 3.5 TeV, we encountered a phenomenon linked to the machine protection systems that has obliged us to increase the ramp time from 15 minutes to around 75. This will only be a temporary solution while we correct this effect. With a machine like the LHC, this is typical of the kind of challenge we face through the switch-on phase, and we must be prepared for others.
Traditionally, CERN has operated its accelerators on an annual cycle, running for seven to eight months with a four to five month shutdown each year. With the LHC, things are different. Being a cryogenic machine operating at very low temperature, the LHC takes about a month to bring up to room temperature and another month to cool down. A four-month shutdown as part of an annual cycle no longer makes sense for such a machine. That’s why we decided in Chamonix to move to a longer cycle with longer periods of operation accompanied by longer shutdown periods when needed. Only when the repairs and consolidation are complete after the LHC’s next shutdown will we be fully able to consign 19 September 2008 to the history books.
In the meantime, we can take satisfaction in what we have achieved to date, while reminding ourselves, as that SPC delegate advised, that we are breaking new ground technologically as well as scientifically. Our stepwise approach, agreed by management, the machine and the experiments, is the only sensible way to proceed. It takes time, but as we’ve seen this week, patience pays dividends.
Rolf Heuer
La patience paie
Dans mon message de cette semaine, je voudrais féliciter l’équipe du LHC, qui, tôt ce matin, a accéléré deux faisceaux jusqu’à 3,5 TeV. Le moment n’aurait pu être mieux choisi. Survenu pendant une semaine de réunions du Conseil du CERN, cet événement nous a permis de montrer aux délégués les grands progrès réalisés. Cela a été l’occasion également de réaffirmer l’approche prudente, pas à pas, que nous avons adoptée pour le lancement du LHC. Il était à cet égard révélateur d’entendre un délégué du Comité des directives scientifiques déclarer lundi dernier qu’il ne fallait pas oublier que le LHC n’est pas une machine de série...
Avec les progrès réalisés par le LHC, il serait facile d’oublier ce fait. Les chiffres de cette première exploitation parlent d’eux-mêmes. Semaine 10, la disponibilité de faisceau pour les opérateurs était de plus de 65% : il faut généralement des années pour qu’un nouvel accélérateur accède à ce niveau de fiabilité. Et, au cours des dernières semaines, l’exploitation à 450 GeV est devenue une opération de routine, chose qui, généralement, prend beaucoup de temps à se mettre en place sur une nouvelle machine.
Tout cela est de très bon augure, mais nous ne devons pas perdre de vue le fait que le LHC est une machine nouvelle, et non un système acheté dans le commerce. Le LHC est un prototype de pointe qui repousse les limites de la technologie dans un grand nombre de domaines, et nous devons à ce titre le considérer avec le plus grand respect. Nous nous sommes bien remis de l’incident du 19 septembre 2008, et nous nous trouvons maintenant à l’orée d’une nouvelle ère de découverte. Toutefois, les suites de cet incident resteront présentes pendant un certain temps.
Alors que nous approchions des 3,5 TeV, nous avons rencontré un phénomène lié aux systèmes de protection de la machine qui nous a obligés à allonger le temps de montée en énergie, porté de 15 minutes à environ 75. Il s’agit d’une solution temporaire, le temps que cet effet soit corrigé. Avec une machine comme le LHC, c’est typiquement le type de défi que nous sommes amenés à rencontrer dans la phase de démarrage, et nous devons nous préparer à en rencontrer d’autres.
Traditionnellement, les accélérateurs du CERN fonctionnent selon un cycle annuel : ils sont exploités pendant sept à huit mois et arrêtés quatre à cinq mois chaque année. Avec le LHC, la situation est différente. Étant donné qu’il s’agit d’une machine cryogénique fonctionnant à très basse température, il lui faut environ un mois pour être ramené à température ambiante et un autre mois pour être refroidi. Un arrêt de quatre mois dans le cadre d’un cycle annuel ne se justifie donc plus. C’est la raison pour laquelle nous avons décidé à Chamonix de passer à un cycle plus long avec des périodes de fonctionnement plus longues et des arrêts eux aussi plus longs en cas de besoin. Ce n’est que quand les réparations et la consolidation seront terminées, après le prochain arrêt du LHC, que nous serons pleinement en mesure de considérer que l’incident du 19 septembre 2008 n’est plus que de l’histoire ancienne.
Dans l’intervalle, nous pouvons être fiers de ce que nous avons réalisé à ce jour, tout en nous rappelant, comme nous y invite ce délégué du SPC, que nous sommes en train d’explorer des voies nouvelles du point de vue technologique comme du point de vue scientifique. Procéder pas à pas, comme cela a été décidé par la Direction, les équipes responsables de la machine et les expériences, est la seule ligne de conduite raisonnable. Cela prend du temps, mais, comme nous l’avons vu cette semaine, la patience paie.
Rolf Heuer
