高亮度 LHC 测试台安装分离重组偶极磁体时的视图。金属线是低温管线，将提供冷却超导磁体所需的超流氦，其上方是超导电力传输线。(图片：CERN)

近日，位于瑞士日内瓦附近的欧洲核子研究中心(CERN)的高亮度大型强子对撞机(HL-LHC)项目迎来了关键一步。HL-LHC作为大型强子对撞机(LHC)的重大升级，其核心技术之一便是用于在碰撞点之前引导和聚焦光束的磁铁。继9月份电源系统成功安装后，两个磁体组件也于近日顺利安装完毕，并将首先在CERN的IT String测试台上进行测试。

IT String测试设施位于地面建筑内，是安装在ATLAS和CMS实验两侧的机器部分的精确复制品。据IT String项目负责人Marta Bajko介绍，该测试台的目的是全面检查这些磁铁与供电系统、创新的低温冷却、保护以及对准系统的整体行为，并测试安装程序。

随着两台磁铁组件的抵达，高亮度大型强子对撞机测试设施的安装仍在继续。第一个组件由CERN制造的超导四极磁体和校正磁体组成。其中，四极磁体作为内部三重磁体之一，可将粒子挤压得更紧密，从而增加加速器的亮度。新一代的四极磁体由超导体铌锡制成，而非LHC当前磁体使用的铌钛。这些新磁体能够产生11.3特斯拉的更强磁场，远超之前的8.6特斯拉，从而更好地聚焦光束。

负责大型强子对撞机超导磁体建造的Susana Izquierdo Bermúdez表示：“开发能够产生超强磁场的磁体是未来加速器面临的主要挑战之一。首次在HL-LHC中使用带有铌锡线圈的四极磁体标志着一个重要的里程碑。”

此外，该四极磁体的低温恒温器还包含一个由CERN与西班牙CIEMAT和CDTI合作制造的校正磁体。该校正磁体具有新颖的机械结构，可通过产生高达4.1特斯拉的磁场来校正粒子束的轨迹。

安装在测试台上的第二个低温恒温器则包含一个偶极磁铁，也称为分离和重组磁铁。该磁铁负责引导实验两侧的光束，使它们碰撞后分离。与LHC中的偶极磁铁相同，该磁铁由铌钛制成，可产生5.6特斯拉的磁场。它是在日本KEK制造和测试的。

据悉，2025年初，两台在美国制造的四极磁体组件将运抵试验台，并计划于今年夏天完成全部组装。接下来，项目团队将进行质量测试，并在年底前将磁铁低温冷却至1.9K。2026年将是关键的一年，因为整个系统将在与隧道条件相当的条件下进行测试，以确保HL-LHC项目的顺利推进。