FRESCA2 : un champ record pour un aimant d’exception

Le cryostat de l'aimant FRESCA2 avant sa mise en service. (Image : Sophia Bennett)

En prospectant aux limites des connaissances, le CERN pousse les technologies aux frontières du possible. Dans les ateliers, des scientifiques inventent ainsi les aimants qui équiperont les accélérateurs du futur. La dernière performance en date a été établie par l’aimant FRESCA2, un aimant dipôle supraconducteur de 1,5 mètre de long, 1 mètre de diamètre et présentant une ouverture de 10 centimètres. FRESCA2 a récemment atteint un champ magnétique de 14,6 teslas, un record pour un aimant avec une ouverture utilisable. A titre d’exemple, les aimants du LHC génèrent des champs de 8,34 teslas, au centre d’une ouverture de 5 cm. Et le précédent record de ce type était détenu par l’aimant HD2 du laboratoire Lawrence Berkeley (LBNL) qui a atteint 13,8 teslas en 2008.

FRESCA2 a été développé à partir de 2009 par une collaboration entre le CERN et le CEA-Saclay dans le cadre du project européen EuCARD et du développement du LHC à haute luminosité. Formé du composé supraconducteur niobium-étain, refroidi à 1,9 kelvin (-271°C) il avait déjà atteint une intensité de 13,3 teslas en août 2017. Après une modification de la précontrainte mécanique, il a débuté une nouvelle batterie d’essais en avril avant d’atteindre son intensité record.

« C’est une étape cruciale dans le développement d’aimants à très hauts champs magnétiques, se félicite Gijs de Rijk, responsable du programme FRESCA2. FRESCA2 a déjà joué un rôle important dans la mise au point des nouveaux aimants pour le LHC à haute luminosité et va bientôt contribuer à développer la génération suivante. »

FRESCA2 est en effet destiné à tester de nouveaux câbles supraconducteurs en situation réelle, c’est à dire dans un champ magnétique intense. C’est d’ailleurs pour accueillir des échantillons de câbles qu’il présente une ouverture utilisable en son centre.

Le CERN et ses partenaires travaillent au développement d’aimants qui pourraient générer des champs de 16 teslas et même au-delà, dans le cadre de l’étude FCC sur les collisionneurs du futur (Futur Circular Collider). Pour y parvenir, il faut pousser les performances des câbles supraconducteurs en niobium-étain, qui sont déjà utilisés pour les nouveaux aimants du LHC à haute luminosité. Des bobines formées de supraconducteurs à haute température sont également à l’étude.

L'aimant FRESCA2 avant son insertion dans le cryostat pour mener les tests d'intensité. (Image : CERN)