Los imanes superconductores del futuro están en desarrollo y el CERN está en primera línea. Para aumentar la energía de los colisionadores circulares, los físicos cuentan con imanes cada vez más potentes, capaz de generar campos magnéticos mucho más allá de los 8 Tesla producidos por los imanes en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC).

Imanes que generan campos de casi 12 Tesla, basado en un compuesto superconductor de niobio y estaño, ya se están fabricando para el LHC de alta luminosidad. Pero el CERN y sus socios también han comenzado a trabajar en la próxima generación de imanes, que deberá ser capaz de generar campos de 16 Tesla y más, para los colisionadores del futuro, como los que se están considerando en el estudio FCC (Future Circular Collider). Para alcanzar esta meta, el rendimiento del cable superconductor de niobio-estaño se está llevando al límite.

Uno de los pasos clave del programa es el desarrollo de una estación de prueba capaz de probar los nuevos cables en condiciones realistas. es decir, en un campo magnético fuerte. Tal facilidad, en forma de un imán dipolo con una gran apertura, se ha creado en el CERN. El imán conocido como FRESCA2, fue desarrollado como parte de una colaboración entre el CERN y CEA-Saclay en el marco del programa europeo EuCARD.

A principios de agosto, FRESCA2 alcanzó un hito importante cuando logró su campo magnético de diseño, generando 13,3 Tesla en el centro de una apertura de 10 centímetros durante 4 horas seguidas, una novedad para un imán con una apertura tan grande. En comparación, los imanes actuales en el LHC generan campos de alrededor de 8 Tesla en el centro de una apertura de 50 milímetros. El desarrollo y el rendimiento de FRESCA2 se presentaron hoy en la conferencia EUCAS 2017 sobre superconductores y sus aplicaciones.

La prueba de los cables bajo la influencia de un fuerte campo magnético es un paso vital. "No solo necesitamos probar la corriente máxima que puede transportar el cable, pero también todos los efectos del campo magnético. La calidad del campo debe ser perfecta, "explica Gijs De Rijk, subdirector de los Imanes, Grupo de superconductores y criostatos del CERN. La precisión con la que se puede ajustar la intensidad del campo magnético es una característica importante para un acelerador. Cuando aumenta la energía de los rayos, la intensidad del campo que los guía debe incrementarse gradualmente, sin picos repentinos, o las vigas podrían perderse. El hecho de que los imanes del LHC se puedan ajustar con un alto grado de precisión, manteniendo estables sus campos magnéticos, es lo que permite que las vigas circulen en la máquina durante horas seguidas.

Las dos bobinas de FRESCA2 están formadas por un cable superconductor de niobio-estaño. Su temperatura se mantiene a 2 grados por encima del cero absoluto. El imán que forman es mucho más grande que un imán LHC, mide 1,5 metros de largo y 1 metro de diámetro. Esto permite que el imán tenga una gran apertura, mide 10 centímetros, para que pueda albergar los cables que se están probando, así como sensores para observar su comportamiento. FRESCA2 también se utilizará para probar bobinas formadas a partir de superconductores de alta temperatura (mañana se publicará un artículo sobre este tema).

FRESCA2 se está modificando para que a finales de este año pueda generar un campo aún más fuerte. La estación estará entonces lista para recibir las muestras que se analizarán.