MESA în Mainz: progrese în următoarea mare aventură a fizicii!

MESA în Mainz: progrese în următoarea mare aventură a fizicii!

Construcția acceleratorului de particule pentru recuperarea energiei MESA (Mainz Energy-recovery Accelerator) de la Universitatea Johannes Gutenberg din Mainz (JGU) prinde contur. Pe 10 aprilie 2025, a fost livrată o cameră de vid cu o greutate de peste 3 tone, ceea ce este crucial pentru proiectele de cercetare în derulare. Această livrare urmează instalarea unui magnet supraconductor de 21 de tone în noiembrie 2024, demonstrând în continuare progresul proiectului. MESA nu face doar parte din Clusterul de Excelență Mainz PRISMA+, dar deschide și noi posibilități în cercetarea fundamentală în fizică.

Un obiectiv central al MESA sunt cele două experimente principale, MAGIX și P2, care sunt menite să contribuie la cercetarea așa-numitei „noui fizici”. Accentul experimentului P2 este măsurarea precisă a unghiului slab de amestecare pentru a clarifica întrebările deschise din fizica particulelor elementare. Noua camera de vid are o lungime impresionanta de 7 metri si un diametru de 2,4 metri, oferind un volum de 32 de metri cubi. Această condiție este importantă deoarece camera creează vidul necesar pentru celula țintă, care trebuie să funcționeze la temperaturi extrem de scăzute, în jur de -257 de grade Celsius.

Provocări și soluții tehnologice

Hidrogenul lichid este stocat în această celulă țintă, al cărei volum este de aproximativ 70 de litri. Vidul camerei nu servește doar ca izolație, dar asigură și că căldura generată de fasciculul de electroni pe celula țintă este disipată eficient de un răcitor cu heliu. Camera de vid conține, de asemenea, un detector de pixeli de siliciu în partea din spate care măsoară impulsul electronilor. O caracteristică specială este fereastra de vid, realizată din rășină epoxidică armată cu fibră de carbon, care este atașată între părțile din față și din spate ale camerei.

Camera de vid în sine este realizată dintr-un aliaj de aluminiu de înaltă rezistență, care este echipat cu garnituri metalice speciale pentru a asigura o rezistență ridicată la radiații. A fost conceput pentru a se potrivi în magnetul supraconductor, ceea ce înseamnă că forma sa trebuie să fie foarte rotundă.

Finanțare și pași următori

Activitatea de dezvoltare a experimentului P2 a beneficiat de finanțare din partea Clusterului de Excelență PRISMA+ și a programului de echipamente pe scară largă al Fundației Germane de Cercetare (DFG). În același timp, dezvoltarea tehnologiilor utilizate în proiecte precum MESA este impulsionată și prin colaborări internaționale. Un exemplu este International Linear Collider (ILC), care se bazează pe tehnologia acceleratorului supraconductor, care oferă avantaje precum pierderi reduse de putere și calitate înaltă a fasciculelor de particule. Aceste tehnologii au fost dezvoltate de instituții precum DESY și TESLA Technology Collaboration încă din anii 1990 și oferă un fundal valoros pentru evoluțiile actuale din Mainz.

În general, MESA este un exemplu remarcabil al fizicii moderne a particulelor, care se află în fruntea progreselor tehnologice din ultimii ani și permite cercetarea universitară la nivel internațional.