Utveckling och tillverkning av nya kryostater för den superledande kabelutrustning som krävs för uppgradering av CERNs Large Hadron Collider (HL-LHC)

Infrastruktur: LHC (Large Hadron Collider)
Projekttitel: Utveckling och tillverkning av nya kryostater för den superledande kabelutrustning som krävs för uppgradering av CERNs Large Hadron Collider (HL-LHC)
Huvudsökande: Tord Ekelöf, FREIA
Beviljade medel: 10 000 000 SEK för perioden 2018-2021
Finansiär: Bidrag för tillgängliggörande av infrastruktur från Vetenskapsrådet

Det finns flera experimentella resultat som visar att den nuvarande standardmodellen (SM) för partikelfysik är ofullständig och behöver ersättas med en mer allmän teori. För att möjliggöra sökandet efter nya elementarpartiklar, som kan ange naturen hos denna mer generella teori, planeras en uppgradering av CERNs proton-proton-kolliderare LHC som syftar till att öka dess kollisionsintensitet (luminositet) med en storleksordning. Detta kommer att medföra att – bland alla de kollisioner som kommer att ske i LHC under perioden 2025-2035 – det kommer att finnas ca 3000 kollisioner i vilka det producerats en hittills oupptäckt elementarpartikel om denna har ett så lågt produktionstvärsnitt som bara en femtobarn. Den ökade kollisionsintensiteten medför emellertid en motsvarande ökning av strålningsbakgrunden i de områden i LHC där protonstrålarna kolliderar. Denna strålningsbakgrund kommer att vara för hög för de aggregat som matar de superledande magneterna med ca 100 kiloamperes ström och som för närvarande är placerade på vardera sidan av dessa kollisionsområden. Dessa strömaggregat måste därför flyttas omkring 100 m bort från kollisionsområdena, vilket i sin tur kräver att superledande kablar av motsvarande längd och strömföringskapacitet konstrueras. Särskilda kryostater kommer att behövas för att koppla samman de två typerna av superledande kabel, som skall användas för detta ändamål. VR och CERN har nu beviljat medel för finansieringen av ett högteknologiskt samarbete under fyra år mellan FREIA-laboratoriet vid Uppsala universitet, CERN i Genève och RFR Solutions AB i Landskrona för att designa, testa och tillverka de tio kryostater av det slag som behövs. CERN kommer att tillhandahålla konceptuella ritningar av kryostaterna och UU/FREIA kommer i samarbete med RFR Solutions AB att ansvara för att utveckla tekniska ritningar och för tillverkning, montering, kvalifikationstestning och leverans före slutet av 2022 av dessa tio enheter.