El área donde se cruzan la línea de inyección al PS Booster (a la derecha) y la línea de extracción para el PS (a la izquierda). Estas dos líneas de transferencia han sido completamente renovadas. El anillo del Booster es visible a la izquierda. Crédito:CERN
El Centro de Control del CERN está de vuelta en modo de trabajo por turnos, con paredes de pantallas que muestran el estado de las vigas, y el café fluye libremente día y noche. El viernes, 3 de julio el equipo de coordinación del acelerador Long Shutdown 2 entregó la llave del PS Booster a los operadores del acelerador. Linac 4 y el PS Booster se convierten así en los dos primeros aceleradores que se vuelven a poner en servicio, 18 meses después del inicio de LS2.
Sin embargo, la puesta en servicio será mucho más compleja que simplemente girar una llave. Cuando los operadores entregaron el Booster a los equipos de LS2, conducían un modelo construido en el siglo pasado, y ahora se encuentran al volante de un superdeportivo completamente transformado. Se han realizado trabajos en el motor (la fuente de alimentación y los convertidores de potencia), el acelerador (las cavidades de radiofrecuencia), la dirección (los imanes), la inyección, el circuito de refrigeración, los sistemas de control y seguridad ... de hecho, Se ha reemplazado o actualizado una gran cantidad de componentes (ver más abajo). "Se ha sustituido alrededor del 40% de la máquina, "dice David Hay, el "jefe de mecánicos", o ingeniero a cargo de la coordinación de las actividades de LS2 en el PS Booster.
Los objetivos del trabajo sobre esta aceleradora de casi 50 años, formando parte del proyecto LHC Injector Upgrade (LIU), eran dos:acelerar las partículas que llegan a energías más altas del nuevo Linac 4 y aumentar el brillo de, o la concentración de partículas en, el haz.
Linac 4, el nuevo primer eslabón de la cadena, acelera los iones de hidrógeno negativos (protones rodeados por dos electrones) hasta una energía de 160 MeV (en comparación con los 50 MeV anteriores para los protones de Linac 2). La mayor energía y el nuevo sistema de inyección, que convierte los iones H- en protones, aumente el brillo en un factor de dos. Esto significa que una viga con las mismas dimensiones contendrá el doble de partículas. Para preservar este brillo en el PS, el siguiente acelerador de la cadena, el Booster aumentará la energía hasta 2 GeV (en comparación con 1.4 GeV anteriormente), gracias a su nuevo sistema de aceleración. El efecto de repulsión eléctrica entre partículas de la misma carga (repulsión de Coulomb) disminuye a medida que aumenta la energía. Para decirlo de otra manera, una mayor energía ayuda a mantener las partículas juntas y, por lo tanto, contribuye a mantener el brillo. Y con mas brillo, llega más luminosidad. "El Booster es clave para aumentar la luminosidad del LHC, "explica Gian Piero Di Giovanni, líder de proyecto para LIU en el PS Booster, "porque determina efectivamente el brillo del rayo". El nuevo modo de inyección con iones H- y una mayor energía también reducirá considerablemente la tasa de pérdida de partículas. "Perderemos solo del 1 al 2% en la inyección, en comparación con más del 30% con el sistema anterior, "dice Di Giovanni.
El trabajo en el Booster tomó 20 meses sobre el suelo y 18 meses bajo tierra. A pesar de la gran escala de las renovaciones y de las dificultades encontradas en determinados aspectos de la obra civil y del sistema de refrigeración de las cavidades de RF, sin mencionar el bloqueo, que congeló actividades durante dos meses, el proyecto se ha completado a tiempo. Este logro se debe al compromiso de los equipos y una coordinación minuciosa y proactiva.
La puesta en servicio de algunos de los nuevos sistemas comenzó hace varias semanas. Los operadores ahora se están haciendo cargo con nuevos, software de control de última generación. "Hemos pasado los últimos dos años desarrollando la integración de estos nuevos sistemas, "enfatiza Bettina Mikulec, quien supervisa el funcionamiento del Booster y Linac 4. "Ahora necesitamos implementar y probar todos los subsistemas del Centro de Control y hacer que funcionen en armonía". Este complejo proceso de puesta en servicio llevará varios meses, inicialmente sin ningún haz. Mientras que Linac 4 reanudará las pruebas con haz este verano, las primeras partículas deberían estar circulando en el PS Booster justo al final del año.
La metamorfosis del Booster
