ЦЕРН модернізував найпотужніший у світі прискорювач частинок

На початку липня ЦЕРН модернізував найбільший у світі прискорювач частинок, запустивши нове покоління надпровідних магнітів на повну робочу потужність.

Читайте также: Bethesda запевнила, що масові звільнення в Xbox не вплинули на розробку The Elder Scrolls VI

В ЦЕРН зазначають, що це досягнення є великим кроком вперед для Великого адронного колайдера високої світності (HiLumi LHC) — модернізованої версії Великого адронного колайдера. Очікується, що він повноцінно запрацює з 2030 року.

Новий прискорювач створюватиме значно більшість зіткнень частинок й дозволить науковцям збирати та обробляти великі масиви даних у пошуках рідкісних явищ, які виходять за межі Стандартної моделі фізики елементарних частинок.

Прорив відбувся на випробувальному полігоні внутрішньої триплетної струни (IT-String). Нові квадрупольні магніти досягли проєктного струму в 16 230 А. Вони дозволяють точніше фокусувати пучки протонів перед зіткненням. Це збільшує світність колайдера або, простіше кажучи, швидкість зіткнень.

Квадрупольні магніти являють значне вдосконалення порівняно з внутрішніми триплетними магнітами з ніобію та титану, які наразі використовуються у ВАК. В них використовуються надпровідні котушки з ніобію та олова, що дозволяє працювати з магнітними полями потужністю 11,3 Тл. Це десь на 35% вище, ніж пропонують нинішні магніти.

Квадрупольні магніти також мають значно більшу апертуру, яка зросла з 70 мм до 150 мм. Ширший отвір дозволяє цим магнітам точніше фокусувати пучки частинок та викликати більше зіткнень під час експериментів.

Одним з найбільш значних результатів нещодавніх випробувань стало досягнення магнітами повного робочого струму без появи явища, яке називається “квенчем”. Це перехід зі стану надпровідності до нормальної електричної провідності.

За даними ЦЕРН, надпровідним магнітам зазвичай необхідно кілька циклів живлення, відомих як “розгін”, перш ніж вони зможуть досягати розрахункового струму. В результаті цього процесу механічні регулювання магнітів часто викликають згасання за нижчих струмів. З часом внутрішня структура стабілізується, що дозволяє поступово збільшувати робочі струми. Нові магніти зберегли свою форму й продемонстрували чудову пам’ять.

Читайте также: Піратство на ПК: як Steam переміг торренти, але не всі проблеми

За результатами випробувань було підтверджено працездатність всієї випробувальної установки IT-String. Вдалось успішно забезпечити подачу струму на всі 17 електричних ланцюгів. Це включало і розділювальний дипольний магніт, який спрямовуватиме два пучки частинок вбік один від одного після зіткнень під час майбутніх випробувань у ВАК.

Диполь досяг заданого значення струму буквально після кількох тренувальних імпульсів. Схеми корегувальних магнітів також досягли розрахункових значень струму як за індивідуальної, так і під час комбінованої роботи.

Випробування також підтвердило працездатність системи захисту магніту. Вона безпечно вивільняла до 38 Мдж накопиченої магнітної енергії у рідкий гелій, підтримуваний за температури -271,25 °C за необхідності.

Поточні випробування охоплюють надпровідні магніти, систему холодного живлення, перетворювачі потужності, виявлення та захист від гасіння надпровідності, кріогеніку, вакуум, системи керування та юстування. Отримані результати допоможуть оптимізувати введення в експлуатацію та керування подальшою роботою HiLumi LHC.

Випробування мають поновитись у вересні цього року. Вони переважно будуть спрямовані на перевірку процедур введення в експлуатацію та інструментів аналізу, а також демонстрацію відтворюваності роботи інтегрованої системи.

Читайте также: Google будує найбільшу сонячну електростанцію у США: її вистачить на 315 000 будинків

Джерело: Interesting Engineering