CERN在升级全球最大、最强大的粒子加速器方面达到了一个关键里程碑。新一代超导磁体于7月8日首次通电至全工作电流，使高亮度大型强子对撞机（HiLumi LHC）向计划中的2030年投入运行迈出了重要一步。
这些磁体采用铌锡超导线圈制造，而非当前LHC使用的铌钛线圈，产生了11.3特斯拉的磁场——比现有磁体强约35%。它们的孔径也大幅扩大，从70毫米（2.8英寸）增加到150毫米（5.9英寸），从而实现更紧密的光束聚焦和每秒显著更多的碰撞事件。
无失超，记忆卓越
测试在内部三重态（IT）弦设施进行，这是一个HiLumi LHC扇区的全尺寸复制品，使工程师能够在主隧道安装前验证所有系统。所有17个电路均通电至目标电流，内部三重态四极磁体达到16,230安培，未发生一次失超——即可能损坏磁体并延误运行的超导性突然丧失。
CERN大型磁体设施负责人Susana Izquierdo Bermudez指出，这些磁体表现出”卓越的记忆力”，即在重复通电周期中保持其超导性能而无需重新训练——这是能够最大限度减少调试时间、低温消耗和运行延迟的关键性能要求。
其中一个分离偶极磁体在达到目标电流前需要几次训练失超，CERN工程师称这对于新型磁体的首次全功率测试属正常现象。所有校正磁体电路在单独和组合运行中均达到了设计电流。
磁体保护系统成功且安全地将38兆焦耳的储存能量释放到周围的液氦浴中，液氦浴保持在1.9开尔文（零下456华氏度，即零下271摄氏度）。
向新物理学再进一步
HiLumi LHC旨在显著增加单位时间内的粒子碰撞次数，使物理学家能够收集更大的数据集并寻找超越粒子物理学标准模型的稀有现象。此次升级已开发多年，不仅涉及更强的磁体，还涉及全新的聚焦系统、电源转换器和低温基础设施。
CERN已计划于2026年9月开展第二次运行活动，重点是验证调试程序和分析工具，以及证明所有子系统（包括超导磁体、冷电源、电源转换器、失超检测与保护、低温系统、真空系统、控制系统和对准）的集成系统性能的可重复性。
IT弦设施负责人Marta Bajko将7月份的成功测试描述为硬件调试阶段的完成，并补充说”这次活动产生了大量数据，我们正在分析这些数据，以更好地了解所有系统如何相互作用。”
HiLumi LHC预计将于2030年开始运行，至少运行十年，将LHC的科学寿命延长至2040年代。如果9月份的活动确认了7月份的结果，CERN将清除通往更高亮度道路上最具技术挑战性的障碍之一。
来源：CERN upgrades particle accelerator with 11.3 tesla magnets (Interesting Engineering，2026年7月22日)
婷 翻译