1. Tube de faisceau

Pendant le LS2, la collaboration CMS a remplacé le tube de faisceau long de 36 m. L'alliage d’aluminium utilisé pour le nouveau tube de faisceau réduit la radioactivité induite d’un facteur 5 par rapport à l’acier inoxydable dont était fait l’ancien tube de faisceau.

Un nouveau groupe de pompage de vide a été installé, à 16 m du point d’interaction. Cette distance accrue par rapport au détecteur facilitera la maintenance. Huit nouvelles chambres à vide de quatre types différents ont été installées.

2. Détecteur à pixels

Dans CMS, le détecteur à pixels est le sous-détecteur le plus proche du point d’interaction, où les faisceaux de protons entrent en collision. Il permet de reconstituer les trajectoires des particules de haute énergie portant une charge électrique, et d’enregistrer la désintégration des particules à très courte durée de vie. Il est composé de couches concentriques constituées de 1 800 petits modules en silicium. Chaque module contient environ 66 000 pixels individuels, ce qui fait plus de 120 millions de pixels au total.

Le détecteur à pixels étant situé très près du point d’interaction, il subit de nombreux dommages liés aux rayonnements causés par les collisions de particules. Même s’il est maintenu à -20 °C pour le protéger des radiations, il subit néanmoins des dommages. C’est pourquoi le sous-détecteur a fait l’objet de réparations et d’améliorations importantes, menées à bien dans la salle blanche. La conception a été améliorée et la couche la plus centrale remplacée.

3. BRIL

Trois instruments de mesure de la luminosité et de contrôle des conditions du faisceau (Instrumentation de faisceau, rayonnement et luminosité) ont été installés : un système de surveillance des conditions du faisceau dit « rapide » (BCM1F – Beam Condition Monitor « Fast »), un système de surveillance des conditions du faisceau pour les pertes (BCM1L – Beam Condition Monitor for Losses), et le télescope à luminosité à pixels (PLT). Les trois sous-systèmes BRIL représentent une nouvelle « génération » dans l’évolution de la conception de ces instruments.

Les instruments BRIL mesurent le taux de collisions en temps réel afin d'optimiser le taux de déclenchement et la qualité des faisceaux fournis par le LHC. Ils évaluent en continu l’état du faisceau pour protéger le LHC et les sous-détecteurs de CMS, qui sont très sensibles. Enfin, les mesures de luminosité agrégées qu’ils produisent permettent de connaître la fréquence escomptée de chaque type d'interaction (section efficace de production).

4. Calorimètre hadronique

Le calorimètre hadronique (HCAL) de la partie tonneau du détecteur mesure l'énergie des particules issues des collisions au LHC. Il détecte la lumière produite lorsque les particules interagissent avec les tuiles de scintillateur et mesure la quantité de lumière à l'aide d'un photodétecteur. Pendant le LS2, de nouveaux systèmes électroniques ont été installés sur les détecteurs ; les photodétecteurs hybrides (HPD) ont notamment été remplacés par de nouveaux photomultiplicateurs au silicium (SiPM), qui présentent une efficacité trois fois plus grande pour la détection des photons et un gain 200 fois plus élevé.