CERNは、世界最大かつ最強の粒子加速器のアップグレードにおいて重要なマイルストーンに到達した。新型の超伝導磁石が7月8日に初めて全動作電流で導通され、高輝度大型ハドロン衝突型加速器（HiLumi LHC）の計画されている2030年の運用デビューに向けて大きく前進した。
ニオブ・スズ超伝導コイルを使用して製造されたこれらの磁石は、現在のLHCで使用されているニオブ・チタンコイルの代わりに、11.3テスラの磁場を生成——既存の磁石より約35パーセント強力である。また、開口部が70ミリメートル（2.8インチ）から150ミリメートル（5.9インチ）へと大幅に拡大されており、より強力なビーム集束と1秒あたりの衝突イベント数の大幅な増加を可能にしている。
クエンチなし、優れたメモリー
試験はインナートリプレット（IT）ストリング施設で実施された。これはHiLumi LHCセクターの実物大レプリカであり、エンジニアがメイントンネルへの設置前にすべてのシステムを検証することを可能にする。全17の電気回路が目標電流で導通され、インナートリプレット四重極磁石は16,230アンペアに達し、1回のクエンチ（磁石を損傷し運転を遅延させる可能性のある超伝導の突然の喪失）も発生しなかった。
CERNの大型磁石施設責任者であるSusana Izquierdo Bermudez氏は、磁石が「優れたメモリー」を示したと述べた。つまり、再調整を必要とせずに繰り返しの導通サイクルを通じて超伝導特性を保持した——これは試運転時間、極低温消費、および運用遅延を最小化する重要な性能要件である。
分離用双極磁石の1つは目標電流に達するまでに数回のトレーニングクエンチを必要としたが、CERNのエンジニアは新型磁石の最初の全出力試験としては正常であると説明した。すべての補正磁石回路は、個別運転および複合運転の両方で設計電流を達成した。
磁石保護システムは、1.9ケルビン（氷点下456度華氏、氷点下271度摂氏）に維持された周囲の液体ヘリウム浴に、蓄積された38メガジュールのエネルギーを正常かつ安全に放出した。
新しい物理へあと一歩
HiLumi LHCは、単位時間あたりの粒子衝突数を劇的に増加させ、物理学者がより大規模なデータセットを収集し、素粒子物理学の標準モデルを超えた稀な現象を探索できるように設計されている。このアップグレードは長年にわたって開発が進められており、より強力な磁石だけでなく、完全に新しい集束システム、電力変換器、極低温インフラストラクチャも含まれている。
CERNは2026年9月に第2次運用キャンペーンを予定しており、試運転手順と分析ツールの検証、および超伝導磁石、低温電力供給、電力変換器、クエンチ検出・保護、極低温、真空システム、制御、アライメントを含むすべてのサブシステムにわたる統合システム性能の再現性の実証に焦点を当てている。
ITストリング施設責任者のMarta Bajko氏は、7月の試験成功をハードウェア試運転フェーズの完了と表現し、「このキャンペーンは膨大な量のデータを生成し、現在すべてのシステムがどのように相互作用するかをよりよく理解するために分析を行っている」と付け加えた。
HiLumi LHCは2030年に運用を開始し、少なくとも10年間運転される予定であり、LHCの科学的寿命を2040年代まで延長する。9月のキャンペーンで7月の結果が確認されれば、CERNは高輝度化への道のりにおける最も技術的に困難なハードルの1つをクリアしたことになる。
出典: CERN upgrades particle accelerator with 11.3 tesla magnets (Interesting Engineering、2026年7月22日)
雅子 訳