Холодно, как в космосе, но ближе к Женеве: CERN начал испытания магнитов для суперколлайдера будущего

В Швейцарии начали охлаждать гигантский испытательный стенд для модернизации самого мощного ускорителя частиц в мире. Речь идет о проекте High-Luminosity LHC, который реализует CERN для обновления LHC.

Наземная конструкция длиной 95 метров, известная как IT String, полностью повторяет оборудование, которое позже установят под землей на границе Франции и Швейцарии. Здесь проверяют новые фокусирующие магниты inner triplet и всю связанную инфраструктуру перед тем, как она отправится в тоннель коллайдера.

Систему постепенно охлаждают до 1,9 кельвина, это холоднее космического пространства. На достижение такой температуры уйдет несколько недель, а сам процесс требует сложной сети криогенного охлаждения на жидком гелии, способной равномерно распределять хладагент по всей длине стенда.

Именно при таких условиях магниты переходят в сверхпроводящее состояние и смогут максимально точно направлять и сжимать пучки протонов. Цель команды проста и амбициозна одновременно: убедиться, что магниты нового поколения, криогеника, системы защиты и электропитание работают как единый организм.

Испытания проходят за несколько месяцев до начала Long Shutdown 3, четырехлетней паузы, во время которой действующий коллайдер превратят в High-Luminosity LHC. После перезапуска в 2030 году установка должна обеспечить в 10 раз больше столкновений частиц, чем сегодня, что даст физикам гораздо больше данных о редких процессах и, в частности, о бозоне Хиггса.

Проект HiLumi объединяет около 50 институтов из более чем 20 стран. Среди ключевых новшеств не только новые ниобий-оловянные магниты Nb3Sn с более высоким магнитным полем, но и сверхпроводящие краб-каверны, кристаллические коллиматоры и линии питания на основе высокотемпературных сверхпроводников, которые раньше не применялись в протонных ускорителях.

По словам руководства CERN, задача IT String не просто проверить отдельные элементы, а отладить их совместную работу в реальных условиях. Это позволит заранее выявить узкие места и провести установку в тоннеле LHC максимально эффективно, чтобы к 2030 году обновленный ускоритель был полностью готов к работе и, возможно, к новым открытиям, о которых сегодня можно только догадываться.