14.1T!加速器磁铁场强刷新世界纪录

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“技术日报”,北京,9月10日(记者刘霞)来自美国能源部的费米实验室的科学家们已经宣布他们已经获得了迄今为止的加速器转向磁铁的最高场强。当磁铁冷却到零下270摄氏度时,创造了14.1T(特斯拉)的新世界纪录。此前,劳伦斯伯克利国家实验室在相同温度下创造了13.8T的记录并保持了11年。

物理学家组织网络在9日的一份报告中指出,这项最新研究对于计划为大型强子对撞机(LHC)建立“图书馆”的粒子物理学家来说是一个重要的里程碑。未来高能强子对撞机成功的关键因素是高场强磁铁。由于未来的环形碰撞器需要加速质子比LHC质子能量多几倍,因此它们需要比LHC更强的转向磁铁。与LHC磁体中目前使用的钽钛不同,国际高能物理界正致力于开发15T钽锡磁体,其核心是一种称为钽锡的先进超导材料.tin-tin可以支持电流越大但非常脆弱,加速磁铁工作时容易损坏。

为此,由Fermi Laboratories的Alexander Zolobin领导的团队开发了一种新设计,使铋锡线圈在运行过程中不受任何应力和应变的影响。

在新设计中,数十根圆形电线以某种方式绞合成电缆,以满足必要的电气和机械标准。在将电缆缠绕成线圈后,研究人员进行了为期两周的高温处理,使钽锡线“重新形成”,并在270摄氏度左右成为超导体。接下来,他们将几个线圈包装在由铁轭和铝夹以及不锈钢外壳组成的结构中,以使线圈抵抗导致其变形的巨大电磁力,并最终成功。

在接下来的几个月里,该团队计划在今年秋季加强线圈的机械支撑并重新测试磁铁,希望实现15T的设计目标。 Zorobin解释说:“这种磁铁的设计需要考虑许多因素:磁场参数,超导电缆,机械结构及其在装配操作中的性能,磁铁技术以及运行期间的磁铁保护。”

团队的目标不止于此。佐罗宾说:“我们计划将铌锡磁铁的强度提高到17T。而且,我们或许能使用新型先进超导材料,设计出强度可达20T的转向磁铁。”

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