Большой адронный коллайдер мощно прокачали: в CERN «разогнали» магниты нового поколения до рекордного рабочего тока

11,3 тесла и 16 тысяч ампер

CERN успешно завершила один из ключевых этапов модернизации Большого адронного коллайдера. На испытательном комплексе Inner Triplet (IT String) инженеры впервые вывели новое поколение*, **, ***, **** сверхпроводящих магнитов на полный расчетный ток — 16 230 ампер.

Испытания проходят в рамках проекта High-Luminosity Large Hadron Collider (HL-LHC) — масштабной модернизации Большого адронного коллайдера. Главная задача обновления — многократно увеличить количество столкновений элементарных частиц, чтобы ученые смогли собрать больше экспериментальных данных и повысить шансы на обнаружение новых физических явлений за пределами Стандартной модели.

Одним из главных нововведений стали новые квадрупольные магниты. В отличие от нынешних, изготовленных из ниобий-титанового сверхпроводника, они используют катушки из ниобий-олова. Это позволило увеличить напряженность магнитного поля до 11,3 тесла — примерно на 35% больше, чем у существующих систем.

Инженеры также почти вдвое увеличили диаметр рабочего канала магнитов — с 70 до 150 мм. Благодаря этому пучки протонов можно фокусировать значительно точнее непосредственно перед столкновением, что существенно повышает светимость ускорителя — один из важнейших параметров, определяющих число регистрируемых столкновений частиц.

Особенно важным результатом стало то, что магниты достигли расчетного рабочего тока без единого срыва сверхпроводимости. Обычно новые сверхпроводящие магниты требуют длительной «тренировки»: после каждого перехода в обычное проводящее состояние ток постепенно увеличивают, пока система не достигнет рабочих параметров. В этот раз магниты сразу вышли на номинальный режим и сохранили его.

Во время испытаний специалисты также проверили работу всех 17 электрических контуров комплекса, включая новый дипольный магнит, предназначенный для разведения пучков после столкновения. Дополнительно успешно протестировали систему защиты сверхпроводящих магнитов, способную безопасно рассеивать до 38 мегаджоулей накопленной энергии в жидком гелии с температурой около 1,9 К (−271 °C).

По словам представителей CERN, успешное завершение испытаний означает окончание одного из важнейших этапов аппаратной проверки комплекса. Теперь инженеры приступили к анализу собранных данных, чтобы оптимизировать процедуры запуска модернизированного коллайдера.

Следующий этап испытаний пройдет уже в сентябре. Он будет посвящен проверке процедур ввода системы в эксплуатацию и подтверждению стабильной работы всего комплекса перед запуском High-Luminosity LHC, который должен открыть новую эпоху исследований фундаментальной физики в начале следующего десятилетия.

* Деятельность организации «Духовне Управлiння Євангельських Християн Української Християнської Церкви «Нове Поколiння» (Духовное Управление Евангельских Христиан Украинской Христианской Церкви «Новое Поколение»)» признана нежелательной на территории РФ

** Деятельность организации «Evaņgēlisko kristiešu baznīca «Jaunā Paaudze» (Евангельская христианская церковь «Новое Поколение»)» признана нежелательной на территории РФ

*** Деятельность организации «Духовний Навчальний Заклад Міжнародний Біблійний Коледж «Нове Покоління» (Духовное Учебное Заведение Международный Библейский Колледж «Новое Поколение»)» признана нежелательной на территории РФ

**** Деятельность организации «Международное христианское движение «Новое поколение» признана нежелательной на территории РФ