其中最重要的部分之一被称为内部三重磁铁。这些由三块四极磁铁组成的磁铁组(因此得名)位于LHC四个主要实验的两侧。它们的作用是在粒子于探测器内部发生碰撞之前,尽可能紧密地聚焦粒子束。
粒子束被“压缩”得越紧,粒子发生碰撞的概率就越大。这使得内部三重磁铁对于提高LHC的亮度(即在给定时间内发生的碰撞次数)至关重要。亮度越高意味着碰撞越多,从而为研究人员提供更多可供分析的数据。
为LHC的新时代做准备
未来的高亮度大型强子对撞机(HiLumi LHC)项目的一个重要部分是用强大得多的新一代磁铁替换现有的内部三重磁铁。
这项工作正在第三次长期停机(LS3)期间进行。最近,工作人员切断了首个磁铁连接,正式开始了更换操作。欧洲核子研究中心(CERN)总干事马克·汤普森也参观了LHC 1号点(ATLAS实验)以纪念这一里程碑。
“用新的HiLumi LHC内部三重磁铁替换这些磁铁,对于即将到来的高亮度运行年份至关重要。新三重磁铁中的第一个四极磁铁应在2029年初运抵隧道。总共将安装16个低温恒温器和28个低温组件-这是一项重大工程,”LS3协调团队负责人让-菲利普·托克(Jean-Philippe Tock)解释道。
磁铁强度提升约40%
新的内部三重磁铁是多年研发的产物。与目前LHC内部运行的铌钛磁铁相比,它们代表了重大的技术进步。
升级后的磁铁不再使用铌钛,而是采用铌锡超导线圈。这使得它们能够产生高达11.3特斯拉的磁场,比现有磁铁产生的磁场强约40%。
新设备将安装在ATLAS和CMS实验周围,在这些地方,碰撞率的提升将尤为重要。
ALICE和LHCb的运行方式不同,且开展的物理研究项目也不同,因此它们不需要在瞬时亮度上有相同的提升。因此,它们现有的内部三重磁铁可以保留在原位。然而,这些磁铁仍将进行升级,以便这两个实验都能从整体亮度的提升中受益。
拆除28块超导磁铁
自9月7日以来,CERN团队一直在拆除ATLAS和CMS两侧的对撞机部分。目标是拆除计划更换的28块超导磁铁(包括内部三重磁铁)。
这一操作标志着自LHC建设以来就作为其一部分的硬件时代宣告结束。
“今天的事件是CERN的一个重要里程碑,对于HiLumi LHC项目团队来说尤其如此。现有的内部三重磁铁可追溯到LHC的建设阶段,于2005年至2007年间安装到机器中。经过近二十年的运行,它们将为新一代更强大的磁铁让路。见证这样从一代创新到下一代的交接,真是令人瞩目,”HiLumi LHC项目负责人马库斯·泽劳特(Markus Zerlauth)说道。