WIIKI.RU: Успешные испытания нового магнита для Большого Адронного Коллайдера

Физика - это область естествознания, наука. Она изучает самые общие и фундаментальные закономерности, которые определяют структуру и эволюцию материальн... читать далее »

Новости по Физике

16.07.2013 15:23

Успешные испытания нового магнита для Большого Адронного Коллайдера. Физика.

Мощный новый магнит для Большого Адронного Коллайдера триумфально прошел испытанияm сообщает Live Science.

БАК – самый знаменитый ускоритель заряженных частиц – расположен между Францией и Швейцарией и разгоняет пучки протонов почти до скорости света в туннеле протяженностью почти 27 километров, пока они не столкнутся, «выбросив» множество субатомных частиц. Новый магнит создаст гораздо более мощное магнитное поле, что позволит сфокусировать пучки протонов на более ограниченной площади – таким образом, больше протонов столкнутся друг с другом.

Успешные испытания нового магнита для Большого Адронного КоллайдераМагнит используется в БАКе для фокусирования пучков протонов. Чем дальше протоны уклоняются от курса, тем сильнее магнит притягивает их к центру пучка (шириной всего в несколько тысячных долей сантиметра). Хотя в каждом пучке «летят» сотни миллиардов протонов, между ними всё равно остаются большие пустоты, что снижает вероятность столкновений.

Нынешний магнит изготовлен из сверхпроводящего материала – сплава ниобия и титана. При охлаждении почти до абсолютного нуля температур (-273°С) он позволяет избежать перегрева при прохождении огромных объемов электрического тока.

Ниобийтитановый сплав был достаточно хорош для открытия бозона Хиггса, но изучение свойств этой таинственной частицы требует большего числа столкновений, чем позволяют технические мощности БАКа.

«БАК уже был построен на пределе существующих технологий. Так как же сделать его лучше?» - говорит Джанлукка Сабби (GianLuca Sabbi), специалист по физике ускорителей из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (Калифорния).

Ответ прост – найти лучший сверхпроводник. Одним из кандидатов на эту роль стал сплав ниобия и олова, способный генерировать более интенсивное магнитное поле (и при более высоких температурах), Но сверхпроводящие обмотки из этого сплава получаются более ломкими – это повышает риск их сдвига под влиянием мощнейших сил, которые порождаются при включении магнита. Этот сдвиг, в свою очередь, приводит к выделению энергии в виде тепла – и так магнит может потерять свои сверхпроводящие свойства. Также мощные магниты вызывают более интенсивное испускание субатомных частиц во время столкновений – и больше повреждают магнит.

Чтобы решить эту проблему, ученые сконструировали плотную алюминиевую оболочку, укрепляющую сверхпроводниковый ниобийоловянный материал и не дающую ему сдвигаться.

Теперь новый магнит может создавать магнитные поля, на 50% более мощные, чем нынешний магнит БАКа. Этот показатель означает удвоенное или утроенное число столкновений пучков протонов, утверждает Сабби.

Но создатели БАКа ставят перед собой более амбициозную цель. В ближайшие десять лет они собираются провести полную модернизацию системы, чтобы увеличить число столкновений в десять раз. «Магниты – лишь одно из нововведений, которые мы планируем ввести», - заявил Сабби.

Источник