11.3 特斯拉：约 7.2 米新型超导磁体通过关键测试，磁场强度约为医用磁共振设备的 3.8 倍

IT之家 11 月 12 日消息，欧洲核子研究中心（CERN）于 10 月 28 日发布博文，宣布为高亮度大型强子对撞机升级项目制造的 8 台新型四极磁体（quadrupole magnets）已全部通过测试，具备隧道安装条件，标志着铌锡（Nb₃Sn）超导磁体技术三十余年研发工作圆满结束。 IT之家援引官方公告内容，这批磁体将服务于高亮度大型强子对撞机项目。“高亮度”并非让设备更明亮，主要是增加粒子碰撞的数量，为科学家捕捉罕见粒子或物理现象创造更多机会。相关升级实验计划于 2030 年后启动。 这批磁体的任务是像“聚焦透镜”一样，将粒子束压得更紧，让迎面相撞的粒子有更多碰撞机会。新磁体采用铌锡超导材料，磁性长度达 7.2 米，是迄今建成的最长加速器级铌锡磁体。其标称峰值磁场为 11.3 特斯拉，高于现有铌钛四极磁体的 8.6 特斯拉，此外配合 150 毫米的大孔径，可实现更强的束流聚焦。 特斯拉（T）是衡量磁场强弱的国际单位，更准确地说，是“磁感应强度”，也叫“磁通量密度”的单位。11.3 特斯拉约为常见 3 特斯拉医用磁共振设备磁场的 3.8 倍，也相当于地球表面典型磁场的约 23 万倍。 对比对象典型磁场大小11.3 特斯拉约为其多少倍 地球表面磁场约 0.00005 T，取代表值22.6 万倍 医院常见的 1.5 T 磁共振设备1.5 T7.5 倍 医院常见的 3 T 磁共振设备3 T3.8 倍 图源：欧洲核子研究中心（CERN）在生产过程中，新磁体采用铌三锡（Nb₃Sn）超导材料，但这种材料形成后十分脆，难以直接弯曲绕制。为此，研究人员采用“先绕制、后反应”的工艺：先将长 760 米的电缆绕成线圈，再在惰性气氛中分阶段加热，最高温度约 650 摄氏度，历时数天形成超导材料，随后用环氧树脂浸渍并固化加固。 制造过程对精度要求极高。团队累计生产 250 个线圈，其中 25 个因人为失误或工艺问题未能达标；甚至一颗夹在部件之间的金属微粒，也曾因疑似影响性能而导致线圈被弃用。目前 8 台新型四极磁体已全部通过测试，具备隧道安装条件，另有 2 台备用磁体进入最后准备阶段。