I magneti superconduttori del futuro sono in fase di sviluppo e il CERN è in prima linea. Per aumentare l'energia dei collisori circolari, i fisici contano su magneti sempre più potenti, in grado di generare campi magnetici ben oltre gli 8 Tesla prodotti dai magneti del Large Hadron Collider (LHC).

Magneti che generano campi di quasi 12 Tesla, a base di un composto niobio-stagno superconduttore, sono già in produzione per LHC ad alta luminosità. Ma il CERN e i suoi partner hanno anche iniziato a lavorare sulla prossima generazione di magneti, che dovrà essere in grado di generare campi di 16 Tesla e oltre, per i collider del futuro come quelli in esame nello studio FCC (Future Circular Collider). Per raggiungere questo obiettivo, le prestazioni del cavo superconduttore niobio-stagno vengono spinte al limite.

Uno dei passaggi chiave del programma è lo sviluppo di una stazione di prova in grado di testare i nuovi cavi in ​​condizioni realistiche, cioè in un forte campo magnetico. Una tale struttura, sotto forma di un magnete dipolo con una grande apertura, è stato istituito presso il CERN. Il magnete, noto come FRESCA2, è stato sviluppato nell'ambito di una collaborazione tra CERN e CEA-Saclay nell'ambito del programma europeo EuCARD.

All'inizio di agosto, FRESCA2 ha raggiunto un traguardo importante quando ha realizzato il suo campo magnetico di progetto, generando 13,3 Tesla al centro di un'apertura di 10 centimetri per 4 ore di fila:la prima volta per un magnete con un'apertura così grande. A confronto, gli attuali magneti nell'LHC generano campi di circa 8 Tesla al centro di un'apertura di 50 millimetri. Lo sviluppo e le prestazioni di FRESCA2 sono stati presentati oggi alla conferenza EUCAS 2017 sui superconduttori e le loro applicazioni.

Il test dei cavi sotto l'influenza di un forte campo magnetico è un passaggio fondamentale. "Non abbiamo solo bisogno di testare la corrente massima che può essere trasportata dal cavo, ma anche tutti gli effetti del campo magnetico. La qualità del campo deve essere perfetta, " spiega Gijs De Rijk, vice capo dei Magneti, Gruppo Superconduttori e Criostati al CERN. La precisione con cui è possibile regolare l'intensità del campo magnetico è una caratteristica importante per un acceleratore. Quando l'energia dei raggi è aumentata, l'intensità del campo che li guida deve essere aumentata gradualmente, senza picchi improvvisi, o i raggi potrebbero essere persi. Il fatto che i magneti dell'LHC possano essere regolati con un grande grado di precisione, mantenendo stabili i loro campi magnetici, è ciò che consente ai raggi di circolare nella macchina per ore alla volta.

Le due bobine di FRESCA2 sono formate da un cavo superconduttore in niobio-stagno. La loro temperatura è mantenuta a 2 gradi sopra lo zero assoluto. Il magnete che formano è molto più grande di un magnete LHC, misura 1,5 metri di lunghezza e 1 metro di diametro. Ciò consente al magnete di avere una grande apertura, misura 10 centimetri, in modo che possa ospitare i cavi in ​​prova, così come sensori per osservare il loro comportamento. FRESCA2 sarà utilizzato anche per testare bobine formate da superconduttori ad alta temperatura (domani verrà pubblicato un articolo sull'argomento).

FRESCA2 è in fase di modifica in modo che entro la fine di quest'anno possa generare un campo ancora più forte. La stazione sarà quindi pronta per ricevere i campioni da testare.