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  20-01-2004: PARTE PER IL CERN IL PRIMO MODULO DEL MAGNETE SUPERCONDUTTORE DI CMS: UN ENORME SOLENOIDE CHE DETERRŕ IL RECORD MONDIALE DI ENERGIA IMMAGAZZINATA 
 ELENCO COMPLETO 
Primi due moduli del magnete Cms preassemblati in Ansaldo
Primi due moduli del magnete Cms preassemblati in Ansaldo

© Copyright Ansaldo Superconduttori




Salper? dal porto di Genova il 21 gennaio alla volta del Cern il primo modulo dei cinque che compongono il magnete superconduttore di Cms (Compact Muon Solenoid), uno degli esperimenti che si svolgeranno presso l?acceleratore Lhc (Large Hadron Collider), in allestimento al Cern di Ginevra. Lo strumento giunger? a destinazione dopo un viaggio di 10 giorni. Tra i pi? ambiziosi obiettivi di Cms vi ? quello di fornire informazioni sull?inafferrabile bosone di Higgs: la particella da cui si ritiene dipenda la massa di tutti gli oggetti. La sua esistenza ? stata prevista dai modelli teorici, ma fino ad oggi non ? mai stata osservata direttamente.

Cms analizzer? i prodotti delle collisioni tra i fasci di protoni che circolano in Lhc, ricostruendone le traiettorie e misurandone l?energia. Il magnete superconduttore che racchiude il cuore dell?esperimento Cms produce un campo estremamente intenso, grazie al quale ? possibile riconoscere le particelle prodotte dalle collisioni. Le traiettorie delle particelle cariche che attraversano un campo magnetico infatti vengono deviate in modi diversi a seconda della loro massa e della loro carica. Dunque osservando i percorsi che esse compiono, si pu? risalire alla loro identit?. Per avere deviazioni apprezzabili per? occorre un campo magnetico tanto pi? intenso quanto pi? ? alta l?energia delle particelle che lo attraversano. E poich? in Lhc vengono fatte scontrare e sono prodotte particelle con una energia assai elevata (che in scala piccolissima riproducono le condizioni del nostro universo nei primissimi istanti della sua nascita), ? necessario disporre di un elevato campo magnetico.

Il magnete superconduttore ? frutto di una collaborazione internazionale tra diversi enti di ricerca. Hanno partecipato infatti l?Infn (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare), il Cern, il Cea (Commissariat pour l?Energie Atomic), l?Eth-Z (Politecnico di Zurigo), con la collaborazione dell'Ansaldo Superconduttori di Genova. A quest?ultima ? stata affidata la costruzione dei cinque moduli che compongono il magnete e l?allestimento di un?area di circa 1.500 metri quadri per la loro realizzazione.
Oltre a produrre un campo magnetico molto intenso il magnete deve avere dimensioni straordinarie, cos? da ospitare il complesso di rivelatori necessari a effettuare misure di precisione. Cms dunque ha un diametro interno di 6.3 metri e una lunghezza di 12.5 metri e al suo interno si produce un campo magnetico di 4 Tesla, pari a circa 80.000 volte il valore del campo magnetico terrestre. Una volta completato, il magnete superconduttore di Cms vanter? un primato notevole: con i suoi 2.6 Gigajoule di energia deterr? il record mondiale di energia mai accumulata in un magnete. Un?altra caratteristica fondamentale di questo apparato ? il fatto che esso dovr? operare a una temperatura estremamente bassa, affinch? i cavi nei quali scorre la corrente elettrica che genera il campo magnetico di 4 Tesla possano essere in uno stato particolare detto superconduttore. Grazie a questa caratteristica, la grandissima corrente che serve per generare il campo magnetico richiesto pu? essere fatta passare in pochi fili di circa un millimetro di diametro. Se non si utilizzasse materiale superconduttore occorrerebbero invece cavi di dimensioni gigantesche, che renderebbero infattibile la costruzione dell?intera struttura.

Le considerevoli dimensioni del solenoide superconduttore che costituisce la ?parte viva? del magnete hanno richiesto una costruzione modulare, per consentirne il trasporto dal luogo di costruzione ai laboratori del Cern. ?? stato necessario un lungo lavoro di ottimizzazione ingegneristica che ha portato a suddividere il solenoide in cinque moduli di 2.5 metri di lunghezza e di 45 tonnellate di peso. I moduli saranno costruiti e trasportati singolarmente al Cern, dove avverr? l?assemblaggio e il montaggio?, dice Pasquale Fabbricatore, ricercatore dell?Infn di Genova. In particolare l?Infn ? responsabile delle attivit? di progetto e costruzione della cosiddetta massa fredda, ossia degli avvolgimenti e delle strutture meccaniche che saranno raffreddate a - 268,8 gradi centigradi (4.2 gradi kelvin).

La costruzione del magnete superconduttore di CMS ha richiesto lo sviluppo di innovative soluzioni tecnologiche. ?Poich? nel magnete superconduttore circola una corrente molto elevata, come pure sono elevati il campo magnetico che si produce e le dimensioni dello strumento, all?interno solenoide si creano enormi forze elettromagnetiche che tenderebbero a deformarlo rendendolo inutilizzabile. Per ovviare a questo problema un tempo si creava una sorta di armatura esterna ai cavi superconduttori. Ci? per? non sarebbe stato sufficiente nel nostro caso. Per evitare deformazioni meccaniche che avrebbero fatto perdere ai cavi le loro caratteristiche superconduttive, l?armatura ? stata inserita direttamente all?interno dei cavi: una operazione innovativa che ha richiesto notevoli capacit? tecniche. A questo punto per? ? divenuto molto difficile avvolgere i cavi nel modo appropriato, dunque ? stato necessario sviluppare un sofisticato sistema di avvolgimento completamente automatizzato che ha permesso di portare l?opera a termine con elevata precisione geometrica?, conclude Pasquale Fabbricatore.


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