En la actualidad, el niobio es el material de elección para la construcción de resonadores de cavidad de radiofrecuencia superconductores. Se utilizarán en proyectos en el HZB como bERLinPro y BESSY-VSR, pero también para láseres de electrones libres como XFEL y LCLS-II. Sin embargo, un recubrimiento de niobio-estaño Nb3Sn podría conducir a mejoras considerables.
Los resonadores de cavidad de radio frecuencia superconductores hechos de niobio se deben operar a 2 Kelvin -271 grados Celsius, lo que requiere una ingeniería criogénica costosa y complicada. Por el contrario, un recubrimiento de Nb3Sn podría hacer posible operar resonadores a 4 Kelvin.de 2 Kelvin y posiblemente soportar campos electromagnéticos más altos sin el colapso de la superconductividad. En el futuro, esto podría ahorrar millones de euros en costos de construcción y electricidad para grandes aceleradores, ya que el costo de enfriamiento sería sustancialmente menor.
Un equipo dirigido por el profesor Jens Knobloch, que dirige el Instituto SRF en HZB, ha realizado pruebas de muestras superconductoras recubiertas con Nb3Sn por la Universidad de Cornell, EE. UU., En colaboración con colegas de EE. UU., Canadá y Suiza.los experimentos tuvieron lugar en el Instituto Paul Scherrer, Suiza, en TRIUMF, Canadá y el HZB.
"Medimos las intensidades críticas del campo magnético de las muestras superconductoras de Nb3Sn en campos estáticos y de radiofrecuencia", dice Sebastian Keckert, primer autor del estudio, que está haciendo su doctorado como parte del equipo de Knobloch. Al combinar diferentes medidasmétodos, pudieron confirmar la predicción teórica de que el campo magnético crítico de Nb3Sn en los campos de radiofrecuencia es mayor que el de los campos magnéticos estáticos. Sin embargo, el material recubierto debería mostrar un nivel de campo magnético crítico mucho más alto en una radio-campo de frecuencia. Por lo tanto, las pruebas también han demostrado que el proceso de recubrimiento utilizado actualmente para la producción de Nb3Sn podría mejorarse para acercarse más a los valores teóricos.
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Materiales proporcionado por Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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