科学：美国费米实验室创造有史以来最强加速器磁场(2)

美国费米国家加速器实验室鸟瞰

科学家们正在研究未来对撞机的设计，可以作为自2009年以来在欧洲核子研究理事会实验室运行的强大的17英里大型强子对撞机的继承者。这样的机器需要加速质子的能量比劳伦斯伯克利国家实验室的设备高几倍。而这需要比大型强子对撞机更强大的环形磁场，大约15特斯拉。

费米实验室负责人，科学家亚历山大·泽洛宾说：“我们多年来一直在努力打破14特斯拉的磁场极限，因此达到这一点是重要的一步。”

未来高能强子对撞机的成功在很大程度上取决于可行的高磁场磁体，而国际高能物理界正在鼓励对15特斯拉的铌锡磁体进行研究。

高强磁场设计的核心是一种称为铌锡的先进超导材料，流过它的电流将产生磁场。当这种材料冷却到非常低的温度时，电流不会遇到阻力，所以它不会失去能量并且不会产生热量。所有电流都有助于产生磁场。换句话说，你会为电子降压获得大量的磁力。

磁场的强度取决于材料可以处理的电流强度。与目前劳伦斯伯克利国家实验室磁铁中使用的铌钛不同，铌锡可以支持制造15特斯拉磁场所需的电流量。但是，当加速器磁铁内部的巨大力作用时，铌-锡材料很脆并且易于破裂。