MESA i Mainz: Fremskridt på det næste store fysikeventyr!

MESA i Mainz: Fremskridt på det næste store fysikeventyr!

Konstruktionen af ​​energigenvindings-partikelacceleratoren MESA (Mainz Energy-recovery Accelerator) på Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) er ved at tage form. Den 10. april 2025 blev der leveret et vakuumkammer på over 3 tons, hvilket er afgørende for de igangværende forskningsprojekter. Denne levering følger installationen af ​​en 21 tons superledende magnet i november 2024, hvilket yderligere demonstrerer projektets fremskridt. MESA er ikke kun en del af Mainz Cluster of Excellence PRISMA+, men åbner også for nye muligheder inden for grundforskning i fysik.

Et centralt mål for MESA er de to hovedforsøg, MAGIX og P2, som skal bidrage til forskningen i den såkaldte "nye fysik". Fokus for P2-eksperimentet er den præcise måling af den svage blandingsvinkel for at afklare åbne spørgsmål i elementær partikelfysik. Det nye vakuumkammer har en imponerende længde på 7 meter og en diameter på 2,4 meter, hvilket giver et volumen på 32 kubikmeter. Denne betingelse er vigtig, fordi kammeret skaber det nødvendige vakuum til målcellen, som skal fungere ved ekstremt lave temperaturer på omkring -257 grader Celsius.

Teknologiske udfordringer og løsninger

Flydende brint opbevares i denne målcelle, hvis volumen er omkring 70 liter. Kammerets vakuum tjener ikke kun som isolering, men sikrer også, at den varme, der genereres af elektronstrålen på målcellen, effektivt spredes af en heliumkøler. Vakuumkammeret indeholder også en siliciumpixeldetektor i den bagerste del, der måler elektronernes momentum. Et særligt kendetegn er vakuumvinduet, lavet af kulfiberforstærket epoxyharpiks, som er fastgjort mellem kammerets forreste og bageste del.

Selve vakuumkammeret er lavet af højstyrke aluminiumslegering, som er udstyret med specielle metaltætninger for at sikre høj strålingsmodstand. Den er designet til at passe ind i den superledende magnet, hvilket betyder, at dens form skal være meget rund.

Finansiering og yderligere skridt

Udviklingsarbejdet på P2-eksperimentet nød godt af støtte fra PRISMA+ Cluster of Excellence og det store udstyrsprogram fra den tyske forskningsfond (DFG). Samtidig bliver udviklingen af ​​de teknologier, der bruges i projekter som MESA, også drevet frem gennem internationale samarbejder. Et eksempel er International Linear Collider (ILC), som er afhængig af superledende acceleratorteknologi, som giver fordele som lavt effekttab og høj kvalitet af partikelstrålerne. Disse teknologier er blevet udviklet af institutioner som DESY og TESLA Technology Collaboration siden 1990'erne og giver en værdifuld baggrund for den aktuelle udvikling i Mainz.

Overordnet set er MESA et fremragende eksempel på moderne partikelfysik, der er på forkant med teknologiske fremskridt i de senere år og muliggør universitetsforskning på internationalt plan.