Primeiro magneto do LHC do futuro está pronto

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/04/2016

Foram 10 anos do projeto à construção deste eletroímã supercondutor de 1,5 metro. Agora será necessário construir uma versão muito maior.
[Imagem: G. Ambrosio/P. Ferracin/E. Todesco]

LHC do futuro

Se você acha que o LHC, o maior acelerador de partículas e o maior experimento científico da história contém o supra-sumo da tecnologia, você está certo.

Mas também é necessário saber que os físicos e engenheiros do CERN acabam de terminar o protótipo de uma das peças fundamentais para o "LHC do futuro".

A proposta é que dezenas de magnetos supercondutores similares a este protótipo sejam instalados em uma atualização radical da tecnologia do LHC, em 2026, que deverá aumentar a luminosidade do acelerador de partículas em 10 vezes.

Construído por uma equipe internacional, o eletroímã supercondutor, chamado "Quadrupolo MQXF1", mede apenas 1,5 metro de comprimento, mas sua versão final deverá substituir 5% dos ímãs responsáveis pela focalização e direção dos feixes de partículas quando o LHC se transformar no "LHC de Alta Luminosidade", ou HL-LHC (High-Luminosity Large Hadron Collider).

Supercondutor de nióbio

Os ímãs do atual LHC são feitos de titanato de nióbio (NbTi), um supercondutor que pode operar dentro de um campo magnético de até 10 teslas antes de perder a sua supercondutividade. Este novo ímã é feito de nióbio e estanho (Nb₃Sn), um supercondutor capaz de transportar corrente sem resistência através de um campo magnético de até 20 teslas.

Mas o ganho tem também seus custos. O Nb₃Sn precisa ser recozido a 650º C para que sua estrutura seja alterada e ele se torne um supercondutor. O problema é que isso também o torna tão quebradiço quanto uma cerâmica.

Detalhe do magneto, onde se podem ver as bobinas supercondutoras.
[Imagem: Reidar Hahn/Fermilab]

Assim, construir um ímã desse tamanho usando um material mais frágil do que uma xícara de chá não é uma tarefa fácil. Os físicos e engenheiros gastaram 10 anos projetando e aperfeiçoando um processo que finalmente permitiu formatar, recozer e estabilizar as bobinas.

"Nós estamos lidando com uma nova tecnologia que pode ir muito além do que era possível quando o LHC foi construído. Esta nova tecnologia magnética irá tornar possível o projeto do HL-LHC," disse Giorgio Apollinari, membro da equipe.

Agora a equipe vai usar seu novo processo produtivo para fabricar ímãs cada vez maiores, até atingir a escala necessária para seu uso no LHC, cujos magnetos supercondutores medem 14,3 metros.