В Фермилаб собрали рекордно сильный магнит для нового ускорителя частиц
Фото:
Научные достижения

В Фермилаб собрали рекордно сильный магнит для нового ускорителя частиц

Чтобы построить следующее поколение протонных ускорителей, ученым нужны самые сильные магниты для управления частицами на скоростях, близких к скорости света. Физики из Фермилаб добились наивысшего на сегодняшний день показателя - 14,1 тесла.

Рекорд по силе магнита установлен учеными из Национальной ускорительной лаборатории им. Энрико Ферми. 14,1 тесла — это в 1000 раз мощнее, чем бытовой магнит холодильника. А сам порог в 14 Тл ученые не могли преодолеть несколько лет. Создание такого магнита — важнейшее достижение для физики частиц и будущего коллайдера, который придет на смену Большому адронному коллайдеру, который с 2009 года работает в лаборатории ЦЕРН. Новый аппарат сможет разгонять протоны до энергий в несколько раз выше, чем БАК.

Предыдущий рекорд — 13,8 Тл при температуре минус 269 градусов Цельсия — был достигнут физиками из Национальной лаборатории им. Лоуренса Беркли и держался 11 лет, пишет Phys.org.

Ученые несколько лет трудились над тем, чтобы преодолеть барьер в 14 Тл, рассказал руководитель проекта Александр Злобин.

Опытный магнит, рассчитанный на 15 Тл, показал результат в 14,1 Тл в первом же испытании. Теперь команда работает над тем, чтобы получить еще более мощное магнитное поле, от которого зависит успех будущего адронного коллайдера.

Сила магнитного поля зависит от силы тока, которую выдерживает материал. В отличие от ниобия-титана, который применяется в современных магнитах БАК, станнид триниобия, из которого сделан опытный магнит, поддерживает ток, необходимый для создания магнитных полей силой в 15 Тл. Однако это хрупкий материал, который легко ломается под воздействием огромных сил, действующих внутри магнита.

Поэтому специалисты лаборатории Ферми разработали новую конструкцию магнита и надеются, что она выдержит все нагрузки. Несколько десятков круглых проводов, сплетенных в кабели определенным образом, подверглись воздействию температуры около 650 градусов Цельсия, чтобы превратить станнид триниобия в сверхпроводник. После этого ученые заключили несколько катушек в прочную инновационную структуру, состоящую из железных хомутов с алюминиевыми зажимами и оболочкой из нержавеющей стали. Это нужно, чтобы электромагнитные силы не деформировали хрупкие провода.

В ближайшие несколько месяцев физики планируют еще больше укрепить конструкцию и провести повторные испытания осенью, чтобы добиться поставленной цели — 15 Тл, а в будущем — и 17 Тл.

Первый мономолекулярный материал, сохраняющий магнитную информацию при температуре заметно выше абсолютного нуля, создали около года назад британские физики. Такой магнит пригодится для создания квантового компьютера.