Новые сверхпроводящие магниты, разработанные для проекта HiLumi LHC, успешно прошли испытания на стенде ЦЕРН. Оборудование вышло на полную рабочую мощность в 16 230 ампер без потери сверхпроводимости — явления, известного как квантовый скачок, что считается важным шагом на пути к модернизации Большого адронного коллайдера.
Испытания проходили на специализированном стенде Inner Triplet (IT) String. В их рамках квадрупольные магниты нового поколения достигли проектного тока в 16 230 ампер. Данные компоненты предназначены для фокусировки протонных пучков и должны обеспечить более высокую интенсивность столкновений в рамках проекта HiLumi LHC (High Luminosity Large Hadron Collider). Этот проект представляет собой плановую модернизацию существующего коллайдера, ввод в эксплуатацию которого намечен на 2030 год.
Основное отличие новых магнитов от используемых в настоящее время заключается в применении сверхпроводящих катушек из ниобия-олова. Это позволяет создавать магнитное поле напряженностью 11,3 тесла, что примерно на 35% выше предыдущих показателей. Кроме того, была увеличена апертура (внутреннее отверстие) магнитов — с 70 до 150 миллиметров, что, как ожидается, позволит точнее фокусировать пучки и повысить частоту столкновений частиц.
Согласно отчету ЦЕРН, в ходе текущей серии испытаний магниты вышли на полную мощность без явления «квантового скачка» — перехода из сверхпроводящего состояния в обычное. Как правило, сверхпроводящим магнитам требуется несколько циклов включения («тренировок») для стабилизации внутренней структуры. В данном случае оборудование сохранило натренированность с предыдущих тестов, что в организации называют ключевым фактором для сокращения времени ввода в эксплуатацию и снижения затрат криогенных ресурсов.
Помимо квадрупольных магнитов, были успешно протестированы и другие элементы системы. В частности, разделительный дипольный магнит, предназначенный для разведения пучков после столкновений, достиг целевых показателей после нескольких отключений. Также была подтверждена работоспособность всех 17 электрических цепей испытательного комплекса и проверена система аварийного сброса энергии мощностью до 38 мегаджоулей в криогенную среду с температурой 1,9 кельвина.
В ЦЕРН отметили, что в ходе кампании был собран значительный объем данных о работе сверхпроводящих магнитов, систем охлаждения, вакуумных установок и устройств защиты от перегрева. Полученная информация будет использована для оптимизации процедур ввода в эксплуатацию HiLumi LHC.
Следующий этап испытаний запланирован на сентябрь. В ходе него специалисты намерены сконцентрироваться на проверке воспроизводимости показателей работы интегрированной системы и отработке аналитических инструментов.
Читайте также: Объект SpaceX массой 4 тонны столкнется с Луной в районе кратера Эйнштейн.