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14.1T!加速器磁铁场强刷新世界纪录

admin 2019年10月29日

科学小常识

费[db:标签]��实验室刷新了加速器磁体磁场强度的世界纪录。

来源：物理学家组织网络

美国能源部的费米实验室科学家宣布，他们已经获得了加速器的转向磁铁，迄今为止，其最高磁场强度为33,354，可将磁铁冷却至零。在大约270摄氏度的时候，它创造了14.1T（特斯拉）的新世界纪录。此前，劳伦斯伯克利国家实验室在相同温度下创下了13.8T的记录，并保持了11年。

物理学家组织网络在9日的一份报告中指出，最新研究针对的是计划为大型强子对撞机（LHC）建立“图书馆”的粒子物理学家。一个重要的里程碑。高能场磁体是未来高能强子对撞机成功的关键因素。由于未来的环形对撞机需要比LHC质子能量加速质子几倍的质子，因此它们需要比LHC更强的操纵磁铁。与目前在LHC磁体中使用钽-钛不同，国际高能物理学界正在开发15T钽-锡磁体，其核心是称为钽-锡的先进超导材料。电流较大，但非常脆弱，在加速磁铁工作时容易损坏。

为此，费米实验室的亚历山大·佐洛宾（Alexander Zolobin）领导的团队开发了一种新设计，该技术可使铋锡线圈不受操作过程中的任何应力和应变的影响。

在新设计中，将数十条圆线以某种方式绞合为电缆，以满足必要的电气和机械标准。将电缆缠绕成线圈后，研究人员进行了为期两周的高温处理，以使钽锡线“变形”，并在约270摄氏度时成为超导体。接下来，他们将几个线圈包装成一个结构，该结构由带有铝夹的铁轭和一个不锈钢外壳组成，以使线圈能够抵抗导致其变形的巨大电磁力，并最终获得成功。

在接下来的几个月中，研究小组计划在今年秋天加强线圈的机械支撑并重新测试磁体，以期达到15T设计目标。佐罗宾解释说：“这种磁体的设计需要考虑许多因素：磁场参数，超导电缆，机械结构及其在组装操作中的性能，磁体技术以及操作过程中的磁体保护。”

团队的目标不仅仅局限于此。佐罗宾说：“我们计划将铋锡磁铁的强度提高到17T。此外，我们也许能够使用新型先进的超导材料设计出强度高达20T的转向磁铁。”

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