1. Aimants de focalisation
Pour réaliser le projet HL-LHC, il faudra remplacer plus d’un kilomètre de la machine LHC. Environ 100 aimants de 11 nouveaux types seront installés : quatre types d’aimants principaux (dipôles et quadripôles servant à incurver et focaliser le faisceau) et sept types d’aimants correcteurs.
En particulier, de nouveaux quadripôles, qui serviront à focaliser les faisceaux avant les collisions, seront installés dans les régions d’insertion, de part et d’autre des détecteurs ATLAS et CMS. Ces aimants utiliseront une technologie-clé innovante qui permet d’atteindre des champs magnétiques pouvant aller jusqu’à 12 teslas. Ils seront construits en niobium-étain (Nb3Sn), matériau supraconducteur innovant, et reposeront sur une conception unique, grâce à laquelle la puissance de crête du champ magnétique peut être supérieure de 50 % à celle obtenue avec les aimants actuels du LHC.
2. Génie civil
Les travaux de génie civil du HL-LHC se sont concentrés autour des points 1 (ATLAS) et 5 (CMS) du LHC. C’est au niveau de ces deux expériences que la plupart des équipements requis pour accroître la luminosité du LHC seront installés.
Sur chacun de ces deux sites, les installations souterraines consistent en un puits d’environ 80 mètres de profondeur, un hall de service qui accueillera entre autres les équipements cryogéniques, un tunnel de 300 mètres de long pour les équipements électriques, tels que les convertisseurs de puissance, et quatre tunnels de service de 50 mètres reliant les nouvelles structures au tunnel existant de l’accélérateur.
Ces quatre tunnels de service abriteront des équipements spécifiques permettant de relier les éléments de l’accélérateur aux infrastructures et aux services situés dans les nouvelles galeries du HL-LHC, tels que des lignes de transmission radiofréquence, des liaisons supraconductrices et des lignes cryogéniques.
Cinq bâtiments représentant une superficie totale de 2 800 m2 ont été construits en surface afin d’abriter l’infrastructure technique nécessaire, qui comprend les dispositifs de refroidissement, de ventilation et les équipements cryogéniques et électriques.
3. Cavités-crabe
Jamais utilisées auparavant dans un collisionneur de hadrons, 16 cavités-crabe compactes seront installées de part et d’autre d’ATLAS et de CMS pendant le troisième long arrêt, qui devrait débuter en 2026 et durer trois ans.
Les cavités-crabe radiofréquence supraconductrices permettent d’agrandir la surface de contact des paquets de protons entrants et, ainsi, d’augmenter le nombre de collisions. En contrôlant avec précision l’inclinaison des paquets au point de collision, elles permettront aux expériences d’exploiter au maximum le potentiel scientifique du HL-LHC.
4. Collimateurs à cristaux
Les collimateurs sont conçus pour absorber toutes les particules qui s’échappent de la trajectoire idéale du faisceau, empêchant les particules rebelles d’endommager des zones sensibles de l’accélérateur.
