Neue Atom-Zerschlagung Magnet Pässe erste Tests

Ein leistungsstarke neue Magnet zu ersetzen in der weltweit größten Atom Smasher, der Large Hadron Collider, bestanden nur seine erste Bewährungsprobe mit Bravour.

Der Magnet, wodurch die riesigen Teilchenbeschleuniger, zwei-bis dreimal mehr Proton-Kollisionen zu studieren, könnte dazu beitragen, die geheimnisvollen Eigenschaften des neu entdeckten Higgs-Bosons, ein Elementarteilchen, die gedacht wird, zu erklären, wie alle anderen Teilchen ihre Masse zu enthüllen.

Der Large Hadron Collider (LHC) zwischen der Schweiz und Frankreich sendet zwei Protonenstrahlen Tonnenverzerrung nahe Licht-Geschwindigkeit um 17 Meilen (27 Kilometer) langen unterirdischen Ring bis sie smash ineinander, unzähligen subatomaren Teilchen in den Prozess zu schaffen. [Über Higgs: 5 schwer fassbaren Teilchen, die im Universum lauern kann]

Der neue Magnet erzeugt ein viel größere Magnetfeld um die Protonenstrahlen in ein noch winzige Gebiet konzentrieren damit mehr Protonen miteinander kollidieren.

Fokussierten Strahlen

Gerade jetzt, der Large Hadron Collider nutzt ein Magnet die Protonenstrahlen konzentrieren, bevor sie ineinander zu zerschlagen. Je weiter die Protonen vom Kurs abweichen, je stärker der Magnet zieht sie in Richtung der Mitte des Balkens, der nur wenige Tausendstel Zoll breit ist. Obwohl Hunderte von Milliarden Protonen pro Strahl ausmachen, gibt es immer noch relativ große Leerräume zwischen ihnen, was bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit einer Kollision relativ klein sind.

Der aktuelle Magnet setzt sich aus einem Supraleiter Niob-Titan, genannt, die bei gekühlt, um eine nahezu Absolute Null, können große Mengen an Strom fließen ohne Überhitzung.

Niob-Titan war in Ordnung für das Higgs-Boson einfach zu entdecken, aber offenbart die Eigenschaften des Higgs-Bosons erfordert mehr Kollisionen als der LHC derzeit erlaubt.

"Der LHC soll bereits an der Grenze der Technologie," sagte GianLuca Sabbi, ein Beschleuniger-Physiker am Lawrence Berkeley Laboratory, Design half, der neuen Magnet. "So wie machen Sie es besser?"

Sprödes material

Die Antwort, es stellt sich heraus, war einen besseren Supraleiter zu finden.

Eines der Top-Kandidaten war Niob-Zinn, das ein höheres magnetisches Feld und bei höheren Temperaturen mehr Strom produzieren kann.

Aber supraleitende Spulen aus Niob-Zinn sind eher spröde und daher anfällig für Bewegung als Reaktion auf die großen Kräfte erzeugt, wie der Magnet schaltet. Im Gegenzug konnte Energie in Form von Wärme abgeben und dazu führen, dass den Magnet, der Supraleitung zu verlieren.

Höhere Macht Magnete verursachen auch mehr Strahlung von subatomaren Teilchen bei Kollisionen, die den Magneten schneller beschädigen können.

Um diese Probleme zu lösen, baute das Team eine dicke Alu-Schale zur Unterstützung des Niob-Zinn-Supraleiters und ihrer Verlagerung verhindern.

Der neue Magnet und das Gehäuse können Magnetfelder 50 Prozent stärker als der LHC aktuelle Magnet produzieren. Diese Extrakraft auf zwei übersetzt oder drei Mal die Zahl der Kollisionen, sagte Sabbi.

Aber der LHC hat ein größeres Ziel: mehr als 10 Jahren Forscher planen, das gesamte System zu 10-mal so viele Kollisionen zu erneuern.

"Die Magnete nur ein Element von vielen Veränderungen, die in den Maschinen gemacht werden", sagte Sabbi LiveScience.

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