Diese Quadpole Super Magnete steigen der LHC macht verzehnfacht


Nur weil Cern Forscher das Higgs-Boson Teilchen entdeckt bedeutet letztes Jahr nicht, dass es Zeit ist, in der Nähe einen Laden auf die größte wissenschaftliche Instrument die Menschheit jemals geschaffen. Stattdessen hat die wissenschaftliche Gemeinschaft Pläne zu aktualisieren und Nachrüstung der Large Hadron Collider mit größer, besser, und leistungsfähigere Systeme in den nächsten zehn Jahren — wie uns LHC-Beschleuniger des Programms (LARP) necken neue Interaktion Region Quadrupol Magnete (IRQM), das hilft jeder einzelne das Higgs-Boson Geheimnisse.

Partikel kommen zusammen in einem von vier Interaktion Regionen (IR) innerhalb der Large Hadron Collider. Die Anzahl der Iterationen erzeugt aus jeder Kollision (von denen Sie so viele wie möglich wollen) bekannt als die integrierte Leuchtkraft. CERN hofft, den Collider integrierte Leuchtkraft von 10 X im nächsten Jahrzehnt (bekannt als das hohe Leuchtkraft LHC-Projekt) zu erhöhen, aber der Prozess ist technisch anspruchsvoll, gelinde gesagt. Ein Großteil der Ausrüstung, die derzeit auf den LHC installiert ist auf jeden Fall stark genug für das gegenwärtige Niveau der Experimente, es durchgeführt aber einfach nicht es für höhere Energie-Experimente in der Zukunft schneiden. Nehmen wir zum Beispiel die IRQMs.

Sofortige beiderseits des Rayons Interaktion ist ein Quadrupol-Magnet (Quadrupol wie in "vier Pole"). Diese Geräte helfen die Teilchenstrahlen aufeinander konzentrieren durch die Generierung von einem massiven elektromagnetischen Feld. Die aktuelle Generation der IRQMs sind aus Niob-Titan, der Methusalem der supraleitende Materialien und, von denen fast alle supraleitende Materialtechnologien gebaut werden, gebaut. Problem ist, Niob-Titan ist nicht stark genug, um die massiven Temperaturen und Strahlung produziert durch die höhere Energie-Experimente notwendig für die Entschlüsselung des Higgs-Bosons zu ertragen. Und winzige Fehler innerhalb der Struktur des Magneten selbst wird seine supraleitende Fähigkeit nix und die Flut von Protonen durch das Material fließt sofort stoppt (Dies nennt man einen "Quench" und entspricht in etwa der Bäche überqueren).

Aber die neue IRQMs von LARP sind unterschiedlich. Die HQ02a (das steht für etwas noch komplizierter) genannt, sind sie aus Niob-Zinn gebaut. Dieser nächsten Generation supraleitende Material, als alle Magnete am LHC, soll in ein Helium suprafluiden gekühlt, um absoluten Nullpunkt in der Nähe von laufen. Aber im Gegensatz zu den früheren Modellen, die HQ02a arbeitet nicht nur auf ein viel höheres magnetisches Feld, es verfügt auch über eine größere Blende (120 mm Vs 70mm), ein viel breiter Temperatur Betriebsmarge, und können besser widerstehen die IR intensive Strahlung, das geht nur zu erhöhen, da die Systeme integrierte Leuchtkraft sowie springt. Insgesamt können die HQ02a supraleitenden Spulen 12 Tesla abzupumpen, das ist eine Steigerung von 50 Prozent.

Das einzige Problem mit Niob-Zinn ist, dass es so spröde ist. Das Material hat eine Tendenz zu knacken unter der intensiven Belastung des elektromagnetischen Felds. Um diesen Fehler zu begegnen, entwickelten die Ingenieure bei LARP ein dick, Aluminium Schalenstruktur zur Unterstützung den Magnet unter Last.

"Dies ist ein großer Schritt nach vorn in unsere ultimative Ziele zu erreichen", sagte Bruce Strauss, LARP-Programm-Manager in einer Presseerklärung. "Es sollte nicht als eine einzelne Leistung aber eher die Realisierung einer erheblichen Anzahl von individuellen Ziele in Planung, Bau und Erprobung von Nb3Sn Strahlführung Magneten."

Es gibt kein Wort auf, wenn dieser bestimmte Teil umgesetzt werden, aber zehn Jahre zu einem mickrigen Geheimnis des Universums scheint eine unendliche Wartezeit. [Berkeley Lab]

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