CERN 開始為世界最大粒子對撞機進行降溫測試

瑞士的科學家們已經開始冷卻一個長達 95 米(312 英尺)的測試台,以支持世界上最大和最強大的粒子對撞機——大型強子對撞機(LHC)的高亮度升級(HiLumi)。歐洲核子研究組織(CERN)進入了高亮度大型強子對撞機(HiLumi LHC 或 HL-LHC)計劃的關鍵階段,啟動了這一冷卻過程。這個測試台也被稱為內三重束線(IT String),據報導是升級硬件的全尺寸複製品,最終將安裝在法國和瑞士邊界深處。其設計旨在驗證新的磁鐵系統,即內三重束聚焦磁鐵及其複雜基礎設施,這是LHC重大升級中的關鍵元素,預計將於2030年啟用。

此冷卻系統的溫度將降至1.9開爾文(-456華氏度),這一溫度比外太空還要寒冷,將滿足引導和緊密聚焦質子束的超導磁鐵的條件。達到這一溫度將需要數周時間,並且需要一個複雜的液氦冷卻網絡,能夠在整個IT String的長度上分配冷卻劑。CERN總幹事Mark Thomson指出,高亮度LHC的重要性和令人興奮的程度無法過度強調,這是CERN過去20年來最大的項目。該團隊的目標是在LHC隧道開始安裝之前,證明CERN的下一代聚焦磁鐵、冷卻技術、保護系統和電力基礎設施能夠無縫協作。

這一測試距離CERN即將開始的第三次長期停機(LS3)僅幾個月,這是一個為期四年的過程,期間工程師將對目前的LHC進行全面改造並將其轉換為高亮度LHC。根據該組織的說法,升級後的加速器將為高能物理學開啟新的篇章。2030年啟用後,HiLumi LHC將提供當前的10倍粒子碰撞數量,這一巨大的亮度增長將使研究人員能夠前所未有地接觸到稀有相互作用、微妙效應及對希格斯玻色子更深刻的洞察。

HiLumi LHC項目代表了加速器工程的一大進步。其許多技術,如超導蟹腔、晶體聚焦器和高溫超導電力線,從未在質子加速器中使用過。然而,其最具變革性的一部分是氮化鉭(Nb3Sn)內三重磁鐵,據報導能夠產生比目前安裝在LHC中的氮化鈦磁鐵更高的磁場。這將使團隊在ATLAS和CMS探測器碰撞之前能夠更緊密地聚焦質子束。與現有的LHC磁鐵一樣,這些磁鐵也必須在1.9開爾文的條件下運行以達到超導狀態。

CERN的加速器和技術主任Oliver Brüning確認,所有系統已經分開測試。IT String將驗證它們在實際條件下的協同運作。IT String中所有設備的連接和運作使我們能夠在實際隧道安裝之前優化我們的程序,這樣我們就能為高效、順利的安裝做好準備,Brüning表示。HiLumi計劃涉及來自20多個國家的近50個機構,而其資金和技術貢獻覆蓋歐洲、亞洲和北美。Thomson在一份新聞稿中總結道,HiLumi LHC還將探索未知領域,並可能揭示一些全新和意想不到的發現。探索未知的整個意義就在於:你不知道那裡有什麼。


Henderson
Henderson 主要擔任「炒稿記者」的職責,以翻譯最新科技,手機 電動車等消息為每天的工作。