De allra första supraledande magneterna har testats på CERN för NUSTAR (Nuclear Structure Astrophysics and Reactions), ett av experimenten vid den framtida internationella faciliteten för antiproton- och jonforskning (FAIR), för närvarande under uppbyggnad vid GSI-laboratoriet (Helmholtz Center for Heavy-Ion Research i Darmstadt, Tyskland).

FAIR förväntas börja driftsätta sina första experiment 2025. Det är en multifunktionell acceleratoranläggning som kommer att tillhandahålla strålar, från protoner till uranjoner, med ett brett utbud av intensiteter och energier, förutom sekundära strålar av antiprotoner och sällsynta isotoper. Det kommer att göra det möjligt för forskare att producera och studera reaktioner som involverar sällsynta exotiska hadroniska tillstånd eller sällsynta, mycket kortlivade radioaktiva kärnor.

Projektet startade den 4 oktober 2010, när nio partnerländer (Finland, Frankrike, Tyskland, Indien, Polen, Rumänien, Ryssland, Slovenien och Sverige) undertecknade ett mellanstatligt avtal för FAIR:s konstruktion och drift. Storbritannien gick med i projektet som associerad medlem 2013, och Tjeckien är en aspirantpartner.

Som en del av ett samarbetsavtal mellan organisationen och GSI-FAIR som undertecknades 2012, 56 magnetenheter avsedda för Super-Fragment Separator (SuperFRS), den centrala enheten i NUSTAR-experimentet, kommer att helt testas och valideras vid CERN.

Således, 32 multipletter och 24 dipoler kommer att testas på laboratoriet. För det här syftet, en ny testanläggning har designats och byggts speciellt i CERNs byggnad 180 för att validera inte mindre än 30 typer av magneter. Tre testbänkar har skapats av experter från CERN och GSI för att rymma upp till 7 meter långa, 3,5 meter höga magnetenheter. De tyngsta väger upp till 70 ton, mer än två gånger vikten av en LHC-dipol. "Ett stort och komplext kryogent system har utvecklats, som kombinerar två förkylnings-/uppvärmningsenheter och ett 4,5 K flytande heliumkylskåp, " förklarar Antonio Perin, arbetspaketledare för det kryogena systemet. "Anläggningen är designad för kontinuerlig drift:valideringstesterna utförs på en bänk, medan den andra bänken svalnar och den tredje värms upp; testsekvensen varar ungefär sex veckor för varje magnet." Under testerna, magneterna drivs till sin nominella ström och deras magnetfält är noggrant kartlagt. Kraft- och magnetmätsystemen har anpassats till den nya testanläggningen, vilket möjliggjordes tack vare den unika kombinationen av kompetenser som finns på CERN.

"Vi testar för närvarande de första magneterna i serien; de i serien kommer att levereras nästa år. Alla 56 magnetenheter bör testas senast 2026, säger Germana Riddone, CERN:s tekniska koordinator för projektet. "Många CERN-grupper och GSI-partners har varit involverade i den framgångsrika installationen av den nya testanläggningen och dess driftsättning, och fortfarande är det nu för valideringstesterna. Detta samarbete med GSI är ett mycket bra exempel på hur CERN arbetar hand i hand med nationella infrastrukturer och hur det tillför ömsesidigt värde. Vi är verkligen glada att kunna rapportera att allt går smidigt och enligt den uppdaterade planen."