Фізики з Європейської організації з ядерних досліджень (CERN) вперше досягли роботи квадрупольного надпровідного магніту довжиною 7,2 метра за номінальної сили струму. Пікове магнітне поле магніту на основі ніобію та олова склало 11,5 тесла за температури в 1,9 кельвіна. Магніт розробляється в CERN для прискорювачів частинок нового покоління, пише на своєму сайті організація.
CERN
Навіщо потрібен такий магніт?
Сьогодні Великий адронний колайдер (ВАК) лишається найбільшим в світі прискорювачем частинок. У 27-кілометровому тунелі відбуваються зіткнення протонів на величезних енергіях, що дозволяє фізикам вивчати нові частинки і шукати фізику за межами Стандартної моделі. Важливою частиною роботи ВАК є магніти, які подібно тому, як лінза може фокусувати світло, фокусують пучки частинок. Для цього в CERN використовують надпровідні магніти, що здатні створювати магнітне поле, у сотні тисяч разів більше за магнітне поле Землі, завдяки тому, що надпровідна котушка дозволяє проходити високому струму без втрат на опір.
Тому створення магнітної системи є однією з основних частин програми з модернізації колайдера, зокрема перетворення ВАК на Колайдер високої світності (HL-LHC), що заплановано на 2029 рік. І успішні випробування квадрупольного магніту MQXFBP3, про які повідомила CERN, є важливим кроком.
Наскільки MQXFBP3 потужний?
Для створення нового магніту інженери використали ніобій та олово замість інтерметаліду ніобію і титану, що використовується у магнітах на ВАК зараз. Цей матеріал має кращі критичні характеристики роботи, що дозволять збільшити індуктивність магнітів колайдера, а отже і кількість подій зіткнення частинок на модернізованому ВАК, збільшивши масив експериментальних даних для фізиків.
Як повідомляє CERN, розроблений квадрупольний магніт MQXFBP3 довжиною в 7,2 метра продемонстрував пікове магнітне поле у 11,5 тесла за температури в 1,9 кельвіна. Цей магніт є третім прототипом повнорозмірного магніту для HL-LHC, однак першим, що витримав номінальну силу струму для роботи. MQXFBP3 піддали двом циклам нагрівання і охолодження, що не вплинуло на його продуктивність. Наразі на MQXFBP3 чекають випробування з дипольним коректором орбіти, які заплановані на середину цього року.
CERN
Минулий рік став роком запуску третього сезону роботи ВАК, що передбачає підвищення енергії та кількості зіткнень. Втім, до березня ВАК знаходиться на запланованих зимових канікулах, які у 2022 почалися для нього на два тижні раніше через необхідність економити електроенергію.