MESA в Майнц: Напредък в следващото голямо приключение по физика!

MESA в Майнц: Напредък в следващото голямо приключение по физика!

Конструкцията на ускорителя на частици за възстановяване на енергията MESA (Mainz Energy-recovery Accelerator) в университета Йоханес Гутенберг Майнц (JGU) се оформя. На 10 април 2025 г. беше доставена вакуумна камера с тегло над 3 тона, която е от решаващо значение за текущите изследователски проекти. Тази доставка следва инсталирането на 21-тонен свръхпроводящ магнит през ноември 2024 г., което допълнително демонстрира напредъка на проекта. MESA е не само част от Mainz Cluster of Excellence PRISMA+, но също така отваря нови възможности за фундаментални изследвания във физиката.

Централна цел на MESA са двата основни експеримента, MAGIX и P2, които имат за цел да допринесат за изследването на така наречената „нова физика“. Фокусът на експеримента P2 е точното измерване на слабия ъгъл на смесване, за да се изяснят откритите въпроси във физиката на елементарните частици. Новата вакуумна камера е с внушителната дължина от 7 метра и диаметър от 2,4 метра, което дава обем от 32 кубични метра. Това условие е важно, тъй като камерата създава необходимия вакуум за целевата клетка, която трябва да работи при изключително ниски температури от около -257 градуса по Целзий.

Технологични предизвикателства и решения

В тази целева клетка се съхранява течен водород, чийто обем е около 70 литра. Вакуумът на камерата не само служи като изолация, но също така гарантира, че топлината, генерирана от електронния лъч върху целевата клетка, се разсейва ефективно от охладител с хелий. Вакуумната камера съдържа и силициев пикселен детектор в задната част, който измерва импулса на електроните. Особеност е вакуумният прозорец, изработен от епоксидна смола, подсилена с въглеродни влакна, която е закрепена между предната и задната част на камерата.

Самата вакуумна камера е изработена от високоякостна алуминиева сплав, която е снабдена със специални метални уплътнения за осигуряване на висока радиационна устойчивост. Той е проектиран да се побира в свръхпроводящия магнит, което означава, че формата му трябва да е много кръгла.

Финансиране и по-нататъшни стъпки

Работата по разработването на експеримента P2 се възползва от финансирането от PRISMA+ Cluster of Excellence и широкомащабната програма за оборудване на Германската изследователска фондация (DFG). В същото време развитието на технологиите, използвани в проекти като MESA, също се задвижва напред чрез международно сътрудничество. Един пример е Международният линеен колайдер (ILC), който разчита на свръхпроводяща ускорителна технология, която предлага предимства като ниски загуби на мощност и високо качество на лъчите от частици. Тези технологии са разработени от институции като DESY и TESLA Technology Collaboration от 90-те години на миналия век и осигуряват ценна основа за текущите разработки в Майнц.

Като цяло MESA е изключителен пример за съвременна физика на елементарните частици, която е в челните редици на технологичния напредък през последните години и дава възможност за университетски изследвания на международно ниво.