La semaine passée, l’équipe responsable de la cryogénie au CERN a fini de remplir les arcs du Grand collisionneur de hadrons (LHC) avec de l’hélium liquide. L’hélium, injecté dans les aimants qui guident les faisceaux de particules le long des 27 kilomètres de l'accélérateur, refroidit la machine à moins de 4 degrés Kelvin (-269,15 °C).
Le processus de remplissage du LHC est une étape importante en vue du redémarrage de l’accélérateur à une énergie plus élevée, même s’il faudra encore plusieurs semaines pour refroidir l’ensemble de l’accélérateur à sa température d’exploitation nominale, à savoir 1,9 K (-271,3°C).
Les électroaimants qui guident les faisceaux de particules dans le LHC doivent être maintenus suffisamment froids pour fonctionner à l’état supraconducteur – à la température à laquelle l’électricité peut traverser un matériau sans perte d'énergie due à une résistance. Les fils en niobium-étain qui forment les bobines des aimants supraconducteurs du LHC sont par conséquent maintenus, par un circuit fermé d’hélium liquide, à 1,9 K, ce qui est plus froid que la température moyenne de l’espace intersidéral, de 2,7 K.
Les 1232 aimants dipolaires produiront un champ magnétique de 8,33 teslas pour conserver la trajectoire des faisceaux de particules dans l’anneau de 27 kilomètres du LHC. Pour atteindre de tels champs magnétiques, les bobines des aimants doivent être parcourues par un courant de 11 850 ampères. L’utilisation de matériaux supraconducteurs s’est révélée la solution la meilleure – et celle ayant le meilleure rapport coût-efficacité – pour éviter une surchauffe des bobines.
Pour en savoir plus :
- La cryogénie au LHC
- À propos du redémarrage à plus haute énergie