MESA Mainzban: Haladás a következő nagy fizikai kalandban!

MESA Mainzban: Haladás a következő nagy fizikai kalandban!

Formát ölt a MESA (Mainz Energy-recovery Accelerator) energia-visszanyerő részecskegyorsító építése a mainzi Johannes Gutenberg Egyetemen (JGU). 2025. április 10-én egy 3 tonnát meghaladó tömegű vákuumkamrát szállítottak ki, amely kulcsfontosságú a folyamatban lévő kutatási projektek szempontjából. Ez a szállítás egy 21 tonnás szupravezető mágnes beszerelését követi 2024 novemberében, tovább bizonyítva a projekt előrehaladását. A MESA nemcsak a Mainz Cluster of Excellence PRISMA+ része, hanem új lehetőségeket is nyit a fizika alapkutatásában.

A MESA központi célja a két fő kísérlet, a MAGIX és a P2, amelyek az úgynevezett „új fizika” kutatásához kívánnak hozzájárulni. A P2 kísérlet fókuszában a gyenge keveredési szög pontos mérése áll az elemi részecskefizika nyitott kérdéseinek tisztázása érdekében. Az új vákuumkamra lenyűgöző hossza 7 méter, átmérője 2,4 méter, így 32 köbméteres a térfogata. Ez a feltétel azért fontos, mert a kamra megteremti a szükséges vákuumot a célcella számára, amelynek rendkívül alacsony, -257 Celsius fok körüli hőmérsékleten kell működnie.

Technológiai kihívások és megoldások

A folyékony hidrogént ebben a célcellában tárolják, amelynek térfogata körülbelül 70 liter. A kamra vákuumja nemcsak szigetelésként szolgál, hanem azt is biztosítja, hogy az elektronsugár által a célcellára termelt hőt egy héliumhűtő hatékonyan elvezesse. A vákuumkamra hátsó részén található egy szilícium pixel detektor is, amely az elektronok impulzusát méri. Különlegessége a szénszál erősítésű epoxigyantából készült vákuumablak, amely a kamra elülső és hátsó része közé van rögzítve.

Maga a vákuumkamra nagy szilárdságú alumíniumötvözetből készül, amely speciális fémtömítésekkel van felszerelve a magas sugárzásállóság érdekében. Úgy tervezték, hogy illeszkedjen a szupravezető mágnesbe, ami azt jelenti, hogy nagyon kereknek kell lennie.

Finanszírozás és további lépések

A P2 kísérlet fejlesztési munkája a PRISMA+ Kiválósági Klaszter és a Német Kutatási Alapítvány (DFG) nagyszabású eszközprogramjának támogatását élvezte. Ugyanakkor a MESA-hoz hasonló projektekben használt technológiák fejlesztését nemzetközi együttműködések is előmozdítják. Példa erre az International Linear Collider (ILC), amely szupravezető gyorsító technológiára támaszkodik, amely olyan előnyöket kínál, mint az alacsony teljesítményveszteség és a részecskesugarak kiváló minősége. Ezeket a technológiákat az 1990-es évek óta olyan intézmények fejlesztették ki, mint a DESY és a TESLA Technology Collaboration, és értékes hátteret biztosítanak a mainzi jelenlegi fejlesztésekhez.

Összességében a MESA a modern részecskefizika kiemelkedő példája, amely az elmúlt évek technológiai fejlődésének élvonalába tartozik, és nemzetközi szintű egyetemi kutatásokat tesz lehetővé.