The EuCARD Project >> Swedish (SV)

Model of an superconducting quadrupole magnet, Copyright CERNEuCARD (European Coordination for Accelerator Research & Development) är ett projekt delvis finansierat av Europeiska kommissionens sjunde ramprogram. Det började 1 april 2009 och omfattar 37 partner från hela Europa, samordnat av CERN.

Koncept

Partikelacceleratorer kan liknas vid jättemikroskop som ger oss unika bilder av materiens minsta beståndsdelar och deras växelverkningar (partiklar, krafter, energi). Med CERN-laboratoriets Large Hadron Collider (LHC) kommer förhållandena bara några ögonblick efter Big Bang att kunna återskapas. Partikelfysiken och kosmologin står därmed på tröskeln till en ny era av upptäckter. Dessutom används acceleratortekniken inom många andra områden, t.ex. inom medicinen för diagnostik och för cancerbehandling, inom den biologiska och materialvetenskapliga forskningen samt inom industrin.

Motiverad av denna mångfald av vetenskapliga och tekniska forskningsområden och tillämpningar som bygger på acceleratorteknologi, har den Europeiska Strategigruppen för Partikelfysik prioriterat vissa områden inom acceleratorteknologin och rekommenderat att särskilda satsningar på forskning och utveckling görs inom dessa områden. Dessa prioriterade områden inbegriper högfältsmagneter, supraledning och linjära kolliderare. EuCARD-projektet samlar, liksom sin föregångare CARE-projektet, den europeiska expertisen inom dessa områden i syfte att leda den vidare utvecklingen och uppgraderingen av Europas acceleratorinfrastruktur

Forskning & utveckling

Inom acceleratorteknologin är förmågan att styra, fokusera och accelerera partiklar av grundläggande betydelse. En rad förhållanden begränsar den precisionsnivå som kan uppnås. För att nå längre i forskningen med acceleratorer och dess tillämpningar behöver precisionsnivån höjas, vilket motiverar en aktiv, global forskning och utveckling av acceleratorteknologin.

Att styra och fokusera högenergiska partikelstrålar kräver magneter med mycket hög fältstyrka som endast är möjliga att uppnå med supraledare. Materialen i de supraledande kablar som hittills använts begränsar magnetfältstyrkan till ca 10 Tesla. EuCARD kommer att pröva möjligheterna med använda ett nytt material: Nb3Sn, med vilket en magnetfältstyrka på 13 till 15 Tesla bör kunna uppnås. Genom att komplettera Nb3Sn-baserade magneter med magneter baserade på användning av högtemperatursupraledare bör fältstyrkan kunna höjas ytterligare till 20 Tesla. Högtemperatursupraledare är sköra, vilket utgör en betydande teknisk svårighet i arbetet med att uppfylla de extremt höga krav som nu ställs på acceleratormagneter.

När partikelstrålarna ökar i energi och intensitet, måste de kollimatorer som skyddar acceleratorn från strålskador bli mer effektiva och robusta. EuCARD kommer att konstruera, tillverka och testa kollimatorprototyper med användning av ett antal nya konstruktionsmaterial.

Det är allmänt accepterat att nästa generation av partikelacceleratorer kommer att baseras på linjär elektronacceleration. I en cirkulär elektronaccelerator förlorar de accelererade elektronerna energi genom synkrotronljusstrålning på grund av partikelbanornas krökning. Fördelen med linjära acceleratorer är att denna typ av energiförlust undviks. För att vidareutveckla linjäracceleratortekniken måste mekanismerna för acceleration och stabilisering undersökas, såväl för linjäracceleratorer baserade på den supraledande accelerationstekniken och som de som baseras på den normalledande tvåstråleaccelerationstekniken. EuCARD kommer att bidra till denna forskning, vilken bedrivs genom ett världsomspännande nätverk av experter.

Nätverk och internationellt utbyte

Acceleratorer är stora och komplexa instrument. För att föra utvecklingen vidare krävs samarbete mellan experter med många olika typer av kompetens. EuCARD-nätverken för vetenskap och kommunikation erbjuder gemensamma plattformar där forskare och ingenjörer från olika områden kan utbyta erfarenheter, analysera sina resultat, diskutera nya idéer och organisera samarbeten. Nätverken inriktas på instrumentation för neutrinofysik, på prestanda hos acceleratorer och kolliderare samt på radiofrekvensteknologier, liksom på kommunikation och utåtriktad verksamhet.

Genom EuCARDs försorg öppnas, som en del av EU:s program för internationell tillgång till vetenskaplig infrastuktur, två nya acceleratorinfrastrukturer för användning av internationella vetenskapliga och tekniska grupper. De två infrastukturerna är MICE, en myonlagringsring och HighRadMat, en teststation för bestrålning av material.

Syfte

EuCARD kommer att bidra till bildandet av en europeisk samarbetsorganisation för acceleratorvetenskap i syfte att därigenom skapa ett distribuerat acceleratorlaboratorium för hela Europa. Målet är att åstadkomma en uppgradering av de europeiska acceleratorinfrastrukturerna och samtidigt en förstärkning av samarbetet mellan europeiska forskargrupper och med industriella partners.

Deltagare

• European Organization for Nuclear Research (CERN) – Coordinator
• Austrian Research Centers GmbH (ARC)
• Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB)
• Budker Institute of Nuclear Physics (BINP)
• Commissariat ā l'Énergie Atomique (CEA)
• Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnolķgicas (CIEMAT)
• Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
• Columbus Superconductors SpA (COLUMBUS)
• Instituto de Fisica Corpuscular (Consejo Superior de Investigaciones Cientificas – Universitat de Valčncia) (CSIC)
Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)
Bruker HTS GmbH (BHTS)
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)
Forschungszentrum Dresden-Rossendorf E.V. (FZD)
Forschungszentrum Karlsruhe GmbH (FZK)
Gesellschaft für Schwerionenforschung GmbH (GSI)
The Henryk Niewodniczanski Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences (IFJ PAN)
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)
The Andrzej Soltan Institute for nuclear studies in Swierk (IPJ)
Politecnico di Torino (POLITO)
Paul Scherrer Institut (PSI)
Politechnika Wrocławska (PWR)
Royal Holloway University of London (RHUL)
Russian Research Center “Kurchatov Institute” (RRC KI)
University of Southampton (SOTON)
Science and Technology Facilities Council (STFC)
Politechnika Lodzka (TUL)
Tampere University of Technology (TUT)
Helsingin Yliopisto (University of Helsinki) (UH)
Université Joseph Fourier Grenoble (UJF)
University of Lancaster - Cockcroft Institute (ULANC)
University of Malta (UM)
Université de Genčve (UNIGE)
University of Manchester - Cockcroft Institute (UNIMAN)
The Chancellor, Masters and Scholars of the University of Oxford (UOXF-DL)
Universität Rostock (UROS)
Uppsala Universitet (UU)
Politechnika Warszawska (WUT)

Budget

Totalt: 31 miljoner euro Finansiering: 10 miljoner euro

Längd

1 April 2009 – 30 Mars 2013

Webbsida

http://cern.ch/EuCARD/