Для создания нового поколения мощных протонных ускорителей, ученым нужны сильные магниты можно рулить частиц, близкой к скорости света вокруг кольца. Для данного размера кольца, тем выше энергия пучка, тем сильнее магниты ускорителя необходимо держать луч на поле.
Ученые кафедры Фермилаб энергетики объявили, что они достигли высшей напряженности магнитного поля, когда-либо зарегистрированных для рулевого ускоритель, Магнит, установив мировой рекорд 14.1 Тесла, с магнитом охлаждают до 4,5 Кельвина или минус 450 градусов по Фаренгейту. Предыдущий рекорд 13.8 Тесла, достигается при той же температуре, проходил в течение 11 лет Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли.
Это более чем в тысячу раз сильнее, чем магнит на холодильник магнит, который держит ваш список на свой холодильник.
Достижение является важной вехой для сообщества физики элементарных частиц, которая изучает проекты для будущего коллайдера, который может служить в качестве потенциального преемника мощный 17 миль вокруг Большого Адронного Коллайдера, работающих в лаборатории ЦЕРН с 2009 года. Такая машина будет нужна для ускорения протонов до энергий в несколько раз выше, чем на LHC.
И что призывы к рулевой магниты, которые сильнее, чем на LHC, около 15 Тесла.
«Мы работаем на нарушение 14-Тесла стены в течение нескольких лет, так что добраться до этого места является важным шагом», — сказал ученый Фермилаб Александр Злобин, который ведет проект в Фермилабе. «Мы должны 14.1 Тесла с нашим 15-Тесла Магнит демонстратор в свое первое испытание. Сейчас мы работаем, чтобы нарисовать еще один Тесла от нее».
Успех будущих высоких энергий адронный коллайдер зависит в значительной степени от жизнеспособных поле магнитов, и международное физике высоких энергий сообщество поощряет исследования к 15-Тесла ниобий-олово Магнит.
В основе конструкции Магнита является передовым сверхпроводящего материала называется ниобий-олово.
Электрический ток, проходящий через него, создает магнитное поле. Потому что ток встречает никакого сопротивления, когда материал охлажден до очень низкой температуры, он не теряет энергии и не генерирует тепла. Все текущие способствует созданию магнитного поля. Другими словами, вы получите много магнитного взрыва на электрический бак.
Сила магнитного поля зависит от силы тока, что материал можно обрабатывать. В отличие от ниобия-титана, используемые в текущем магниты коллайдера, ниобий-олово может поддерживать величину тока, необходимую, чтобы сделать 15-Тесла магнитных полей. Но ниобий-олова, являются хрупкими и легко разбиваются при условии огромной силы внутри Магнита ускорителя.
Поэтому команда лаборатории Ферми разработал конструкцию магнита, что бы укрепить катушку против каждый стресс и напряжение, он может столкнуться во время операции. Несколько десятков круглого провода были скручены в кабель, в определенном смысле, что позволяет выполнять необходимые электрические и механические характеристики. Эти кабели были намотаны на катушки и термообработку при высоких температурах в течение примерно двух недель, с максимальной температурой около 1200 градусов по Фаренгейту, чтобы перевести ниобий-оловянного провода в сверхпроводнике при температурах эксплуатации. Команда, заключенная несколько катушек в сильную инновационную структуру, состоящую из металлической скобе с помощью алюминиевых зажимов и обшивка из нержавеющей стали для стабилизации катушки на огромные электромагнитные силы, которые могут деформировать ломкие рулоны, таким образом ухудшая ниобий-оловянных проводов.
В Фермилаб группа приняла все известные конструктивная особенность во внимание, и это окупилось.
Это огромное достижение в одной из ключевых технологий для круговой коллайдеры за бак,» сказал Сорен Престемона, старший научный сотрудник лаборатории Беркли и директор multilaboratory США Магнит программы развития, которая включает в себя команды Фермилаб. «Это исключительный вехой для международного сообщества, которое разрабатывает эти магниты, и результат был восторженно принят исследователей, которые будут использовать балки из будущего коллайдера, чтобы расширить границы в области физики высоких энергий.»
И команда Фермилаб нацелен на то, чтобы сделать свой след в 15-Тесла территории.
«Есть так много переменных, которые необходимо учитывать при проектировании Магнита такой: поле параметров сверхпроводящих проводов и кабелей, механического состава и его производительность в процессе монтажа и эксплуатации, технологию Магнита, и Магнит защиту во время операции», — сказал Злобин. «Все эти вопросы становятся еще более важными для магнитов с рекордными параметрами.»
В течение следующих нескольких месяцев группа планирует усилить механическую опору катушки, а затем еще раз проверьте Магнит этой осенью. Они рассчитывают достичь 15-Тесла цель проекта.
И они устремили свои взгляды еще выше за дальнейшее будущее.
«Основываясь на успехе этого проекта, и уроки, которые мы узнали, мы планируем перейти в поле в ниобий-олова магниты для будущих коллайдеров до 17 Тесла», — сказал Злобин.
Это не останавливаться на достигнутом. Злобин говорит, что они могут быть в состоянии проектировать руля магниты, что выйти на поле 20 Тесла с помощью специальных вставок из новых перспективных сверхпроводящих материалов.
Назовем это поле цель.
Проект осуществляется при поддержке Департамента энергетики науки. Он является ключевой частью программы развития США Магнита, в которую входят лаборатории Ферми, Брукхейвенской национальной лаборатории, Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли и Национальной лаборатории высокого магнитного поля.
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!