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Champ magnétique record pour un aimant dipôle

Un aimant test a démontré un champ magnétique record de 16,2 teslas lors d'un essai, ouvrant la voie à de futurs modèles d'accélérateurs

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Champ magnétique record pour un aimant dipôle

L'aimant test à bobine plate qui a battu un record d'intensité magnétique (image: CERN)

Un aimant test conçu par le groupe Aimants du CERN a battu un record mondial en générant un champ maximal de 16,2 teslas. Cette intensité de champ magnétique est près de deux fois plus importante que celle produite par les aimants dipôles actuels du Grand collisionneur de hadrons (LHC) et l’intensité la plus élevée jamais atteinte par un aimant dipôle dans cette configuration.

La bobine plate (Racetrack Model Coil, ou RMC) est l'un des nombreux aimants courts de test développés par l’équipe du CERN pour comprendre et développer de nouvelles technologies, essentielles pour les futurs accélérateurs. Ces aimants courts ne mesurent que 1 à 2 mètres de long, alors que des aimants de 5 à 7 mètres de long seront nécessaires au LHC haute luminosité. Ces tests sont menés pour démontrer la possibilité de générer des champs jusqu’à 16 teslas dans le cadre de développements pour des accélérateurs du futur.

« Les aimants dipôles actuels du LHC fonctionnent à environ 8,2 teslas. Mais nous sommes en train de créer des accélérateurs qui ont besoin d'aimants produisant un champ magnétique d'environ 16 teslas, c'est-à-dire presque deux fois plus puissants », explique Juan Carlos Perez, ingénieur au CERN et chef du projet du RMC.

Les aimants à champ élevé sont essentiels à la construction d'accélérateurs de particules à plus haute énergie. Les aimants dipôles guident les faisceaux, tandis que les aimants quadripôles les concentrent avant qu'ils n'entrent en collision dans les expériences. Le LHC utilise des aimants supraconducteurs en niobium-titane pour guider et focaliser les faisceaux de protons. Mais le RMC utilise un matériau supraconducteur différent, le nobium-étain, qui peut atteindre des champs magnétiques considérables, malgré sa fragilité.

Ce nouveau record est un pas de plus pour démontrer la faisabilité des technologies pour le LHC haute luminosité et une avancée importante pour l’étude sur les Futurs collisionneurs circulaires (FCC). « C’est un excellent résultat, même si l’aimant est relativement petit et sans ouverture pour le tube de faisceau, explique Luca Bottura, chef du groupe Aimants du CERN. Il y a encore du chemin à parcourir avant que des aimants de 16 teslas ne soient utilisés dans un accélérateur, mais c’est un pas important pour y parvenir. »

Le RMC utilise aussi des fils et des câbles de la même classe que ceux utilisés pour la construction de FRESCA2, un aimant dipôle de 13 teslas, avec une ouverture de 100 mm, qui servira à améliorer l’installation d’essai de câbles FRESCA. Les bobines destinées à FRESCA2 sont en cours de construction et seront prêtes à être testées d'ici l'été 2016.

De tels champs magnétiques ne peuvent être atteints qu'avec de nouveaux matériaux et technologies, mais aussi grâce aux liens étroits qui existent entre les différentes communautés de physique. C'est avec l'aide d'autres programmes de recherche et développement d'Europe et du monde entier que l'équipe du groupe Aimants du CERN a pu surmonter les obstacles technologiques.

Pour en savoir plus, consultez la lettre d'information Accelerating News.