11.3特斯拉超导磁体通过关键测试，磁场达医用磁共振3.8倍

八台磁体全部过关，具备隧道安装条件

欧洲核子研究中心（CERN）近日公布，为高亮度大型强子对撞机升级项目制造的8台新型四极磁体已全部通过测试，具备隧道安装条件。这标志着铌锡（Nb₃Sn）超导磁体技术历经三十余年研发，终于走完从实验室到工程应用的关键一步。

所谓“高亮度”，并不是让设备看起来更亮，而是增加粒子碰撞的数量，为科学家捕捉罕见粒子或物理现象创造更多机会。按计划，相关升级实验将在2030年后启动。

磁场强度11.3特斯拉，聚焦能力更强

这批磁体的任务类似“聚焦透镜”，把粒子束压得更紧，让迎面相撞的粒子有更多碰撞机会。新磁体采用铌锡超导材料，磁性长度达7.2米，是迄今建成的最长加速器级铌锡磁体。

其标称峰值磁场为11.3特斯拉，高于现有铌钛四极磁体的8.6特斯拉；配合150毫米的大孔径，可实现更强的束流聚焦。

特斯拉是衡量磁感应强度（也称磁通量密度）的国际单位。11.3特斯拉约为常见3特斯拉医用磁共振设备磁场的3.8倍，也相当于地球表面典型磁场的约23万倍。作为参照：医院常见的1.5特斯拉磁共振设备，其磁场约为11.3特斯拉的七分之一；而地球表面磁场仅约0.00005特斯拉。

“先绕制、后反应”，制造精度要求极高

铌三锡（Nb₃Sn）超导材料形成后十分脆，难以直接弯曲绕制。为此，研究人员采用“先绕制、后反应”的工艺：先将长760米的电缆绕成线圈，再在惰性气氛中分阶段加热，最高温度约650摄氏度，历时数天形成超导材料，随后用环氧树脂浸渍并固化加固。

制造过程对精度要求极高。团队累计生产250个线圈，其中25个因人为失误或工艺问题未能达标；甚至一颗夹在部件之间的金属微粒，也曾因疑似影响性能而导致线圈被弃用。

目前8台新型四极磁体已全部通过测试，另有2台备用磁体进入最后准备阶段。

从材料工艺到批量制造，这批磁体的交付为高亮度大型强子对撞机升级打下了硬件基础，也让铌锡超导磁体技术真正走向工程化应用。