I december, fem studenter från Stony Brook University i New York och deras forskningsprofessor, Nils Feege, laddade en prototyp av en magnetisk kappa i en SUV och gav sig iväg till US Department of Energy's (DOE) Argonne National Laboratory, nästan 900 mil bort.

Magnetkåpan är inte ett magiskt plagg, utan snarare en avgörande utrustning för en möjlig nästa generations partikelkolliderare för att studera kärnfysik.

Den föreslagna elektron-jon-kollideraren, genom att krossa strålar av elektroner och protoner tillsammans med nära ljushastighet, skulle vara det mest kraftfulla mikroskopet som hittills utvecklats för att förstå hur protonens massa genereras dynamiskt från interaktionen mellan kvarkar och gluoner, och därmed hjälpa till att belysa de krafter som står för massan av det synliga universum.

En sådan anläggning fungerar genom att rikta balkar av partiklar längs ett spår. I slutet av spåret, partiklarna kolliderar, och detektorer använder magneter för att plocka upp avläsningarna från dessa kollisioner.

Men de inkommande partikelstrålarna måste skyddas från dessa detektormagneter, annars blir de störda. Så Feege och hans team behövde bygga en cylinder med två balanserande lager som skulle skydda strålarna från detektorns magnetfält nära kollisionspunkten utan att förvränga resten av fältet.

"En superledare skjuter ut magnetfältlinjer, medan ett ferromagnetiskt material runt det kommer att dra in fältlinjerna; så om du får det helt rätt, det kommer att skapa en fältfri tunnel och avbryta alla externa störningar, "Sa Feege.

Detta skapar ett område i detektorn som är osynligt för magnetfältet - som Harry Potters osynlighetskappa, förutom magnetfält istället för ljus.

"Den andra skönheten är att den är passiv, vilket betyder att den inte kräver extern elektrisk ström. Det är en mycket elegant lösning om du kan arbeta rätt, " han sa.

Feege och hans elever tillbringade nästan tre år med att bygga sin prototyp på Stony Brook. De första testerna såg lovande ut, men de behövde göra ett fullskaligt test i ett starkt och enhetligt magnetfält som var tillräckligt stort för att passa själva enheten samtidigt som det lämnade tillräckligt med utrymme för att mäta fältet runt det.

Därför roadtripen till Argonne, där laget kom att bli de första besökarna som använde en ny anläggning som byggdes av Argonnes högenergifysikavdelning kallad 4 Tesla Magnet Facility.

Byggd av en återvunnen MR -magnet för sjukhus för att testa detektorkomponenter, Magnetfaciliteten erbjuder stark, enhetliga magnetfält plus ett gigantiskt ihåligt centrum - det enda i landet som är tillräckligt stort för att rymma manteltesterna.

"Deras inställning var extremt användbar för våra mätningar - det tillät oss att enkelt placera våra sensorer och kartlägga magnetfält, " sa Feege.

Nöjd med de första resultaten, Feege och hans medledare, Stony Brook professor Abhay Deshpande, går framåt, prata med acceleratorforskare för att diskutera hur kappan skulle kunna integreras i en framtida collider -design.

Även om designen är avsedd för den föreslagna elektron-jon-kollideraren, en sådan mantel skulle vara användbar i många typer av framtida kolliderar, Sa Feege.

"När vi byggde Magnet Facility, vi hade i åtanke från början att göra det tillgängligt för hela fysikgemenskapen, "sa Marcel Demarteau, som leder högenergifysikavdelningen i Argonne och hjälpte till att ordna lagets resa till magneten. "Vi hoppas att detta är början på ett långt och fruktbart samarbete där vi utnyttjar synergierna mellan dessa grenar av fysik."

Det var en första för några av de besökande forskarna, för. Stony Brook-gruppens program gör en poäng att inkludera studenter; minst två dussin ungdomar arbetade med insatsen under tre års utveckling, och tre av dem följde med på Argonne roadtrip för att ta mätningarna – för att få en förstahandsblick på hur vetenskapskarriärer faktiskt ser ut.

"Vi hade bara en viss tid att göra alla tester vi behövde göra, så som student lär du dig saker som-hur kommer vi fram till sista minuten-lösningar på problem som dyker upp i farten, "Sa Feege.

"Det är verkligen en fantastisk upplevelse för dem. Jag skulle gärna ha gjort det här som en student, sa Deshpande.