Als de Large Hadron Collider (LHC) volgend jaar aan Run 3 begint, operators streven ernaar de energie van de protonenbundels te verhogen tot een ongekende 6,8 TeV. Dit betekent dat de duizenden supergeleidende magneten, wiens velden de bundels rond hun baan richten, moeten wennen aan veel sterkere stromingen na een lange periode van inactiviteit tijdens LS2. Dit wordt gedaan door middel van een doorlopend proces van "magneettraining".

Matteo Solfaroli, onderdeel van de LHC Operations-groep, houdt toezicht op de coördinatie van de inbedrijfstelling van de hardware voor de LHC. Zijn werk omvat het trainen van elke afzonderlijke magneetketen (een circuit genoemd), door ze geleidelijk op hun nominale stroom te brengen. "Dit is een groot project omdat we ongeveer 1600 supergeleidende circuits in de LHC hebben, variërend van een nominale stroom van 60 ampère tot 13 kiloampère, "zegt hij. "Dit zijn echt grote circuits, en we moeten ze allemaal afzonderlijk testen - we hebben het over ongeveer 12.000 tests."

Als de magneten niet waren getraind, de hoge stromen zouden ervoor zorgen dat ze een willekeurig fenomeen ondergaan dat "quenching, " waar een klein deel van de magneetspoel oververhit raakt. De magneten zijn ontworpen om te voorkomen dat de spoel wegbrandt door deze warmte over de hele magneet te verdelen. dit resulteert in het opwarmen van de magneet en enkele van zijn buren, waardoor ze boven de kritische temperatuur komen, waar ze zeer resistief zijn en niet in staat zijn om het vereiste magnetische veld te leveren.

Nadat een uitdoving heeft plaatsgevonden, de magneet moet worden teruggekoeld tot cryogene omstandigheden voordat er weer stroom kan worden gelopen. Het Powering Tests-team herhaalt het proces van stroomtoename totdat de magneten hun nominale stroom kunnen weerstaan ​​​​zonder uit te doven.

Dit werkt omdat de magneten "geheugen" hebben.

"De magneet past zich aan het nieuwe huidige niveau aan, "Zei Solfaroli. Het is een soortgelijk principe als elke andere vorm van training:als je ooit bent begonnen met hardlopen, je zult weten dat je met elke sessie langer kunt rennen zonder te stoppen - totdat je een punt bereikt waarop je een aanhoudende periode kunt rennen. Spiergeheugen verhoogt je uithoudingsvermogen. evenzo, magneetgeheugen verhoogt hun uithoudingsvermogen om hoge stromen te weerstaan ​​voor langdurige perioden zonder uit te doven.

De acht grootste LHC dipoolmagneetcircuits moeten een stroom van 11.500 ampère ondersteunen. "Het probleem is dat het uitdovingsverschijnsel kan optreden in elk van de magneten, " zei Solfaroli. "Voor de kleine circuits, blussen is geen bijzonder probleem omdat dit een snel herstel is. Maar voor de hoofddipoolcircuits, de hersteltijd is tussen de acht en twaalf uur."

Het hele proces:het verhogen van de stroom voor elk circuit; blussen; afkoelen en herhalen is lang. Gecombineerd met alle testen en andere processen, de hele magneetvoorbereiding kan acht of negen maanden duren, zoals een training om een ​​marathon te lopen.

Het Powering Tests-team verwacht dat de magneten eind dit jaar volledig zijn getraind.