Verkkouutiset

Sisältö
Index
Pikauutiset
Pääkirjoitus
Politiikka
Talous
Ulkomaat
Kotimaa
Kolumnit
Ajassa
Ajanviete
Päivän sää
TV-ohjelmat
Arkisto
-------------

Viikon äänestys







LHC-kiihdyttimellä tutkitaan aineen perusrakennetta

CERN:n uuteen kiihdyttimeen Outokummun huipputeknologiaa



Outokumpu on tehnyt Euroopan hiukkastutkimuskeskuksen CERN:n kanssa sopimuksen suprajohteiden ja erikoiskuparituotteiden toimittamisesta rakenteilla olevaan LHC-hiukkaskiihdyttimeen ja sen muoni-ilmaisimeen.


Valtavaan CMS-ilmaisimeen rakennettaviin ainutlaatuisiin magneetteihin käytetään Outokummun suprajohtavaa erikoiskaapelia yhteensä lähes 50 kilometriä.

Muoni-ilmaisin on yksi CERN:n suurelle hadronikiihdytttimelle LHC:lle rakennettavista kolmesta suuresta koelaitteistosta. Sen avulla tutkitaan protoni-protonitörmäyksiä. Koeaseman on oltava valmiina vuonna 2005, jolloin rakenteilla oleva 27 kilometrin LHC-kiihdytin valmistuu.

Muoni-ilmaisin on suunniteltu alkeishiukkasten massan alkuperän selvittämiseksi ja luontoa hallitsevan niin sanotun supersymmetrian havaitsemiseksi. Laitteella pyritään tutkimaan teoreettisesti kuvattujen Higgsin bosoneiden ja supersymmetriahiukkasten olemassaoloa.

Aineen perusrakenteiden paljastamiseksi tarvitaan yhä suurempia energioita. Uuden hadronikiihdyttimen energia onkin kymmenkertainen nykyisiin kiihdyttimiin verrattuna. Protoni-protonitörmäysten energia nousee 14 teraelektronivolttiin.


Suomalaiset kehittävät tietokoneohjelmistoa

- Yksittäisiä ilmaisinkanavia CMS-koeasemassa on 16 miljoonaa. Niiden antaman tiedon käsittelyyn tarvitaan tietotekniikkaa, jota ollaan vasta kehittämässä, kertoi Helsingin Fysiikan tutkimuslaitoksen johtaja Eero Byckling.

Suomalaiset tutkijat osallistuvat CMS:n tiedonkeruujärjestelmän suunnitteluun ja rakentamiseen sekä tiedon käsittelyssä tarvittavan laajan tietokoneohjelmiston kehittämiseen.

FTL on Helsingin yliopiston, Teknillisen korkeakoulun ja Jyväskylän yliopiston yhteinen instituutti, jonka tehtävänä on fysiikan teoreettinen tutkimus, kokeellisen suurenergiafysiikan tutkimus sekä hiukkaskiihdytinkokeisiin liittyvä teknologinen tutkimus. FTL koordinoi mm. CERN:n kanssa tehtävää kokeellista tutkimusta.

CMS-koeasema rakentuu sisäkkäisistä sylinterimäisistä hiukkasilmaisinkerroksista. Niistä jokaisella on oma tehtävänsä törmäyksessä syntyvien hiukkasten eli elektronien, fotonien, hadronien ja muonien radan, liikemäärävektorin ja energian mittauksissa.

Hiukkasten suuren energian vuoksi niiden mittaamiseen tarvitaan useita paksuja ilmaisinkerroksia. Koeaseman korkeus onkin 15 metriä, pituus 30 metriä ja paino 12 500 tonnia, Byckling totesi.

CMS-koeaseman suunnitteluun ja rakentamiseen osallistuu toistatuhatta fyysikkoa ja insinööriä 130 instituutista Euroopasta ja Yhdysvalloista sekä Kiinasta, Intiasta, Pakistanista ja Koreasta.

Laitteiston kokonaiskustannukset ovat 280 miljoonaa euroa eli noin 1,7 miljardia markkaa. Sen lyhenne tulee englanninkielisestä nimestä, joka suomennettuna on kompakti muonisolenoidi.


Suprajohdin on niobititaania

- Korkean virtatiheyden omaava suprajohtava lanka on CMS-ilmaisimen tärkein osa. Käyttöolosuhteissa 4 Teslan magneettikentässä sähkövirran suuruus johtimessa on 19 500 amperia, kertoi Outokummun suprajohdinyksikön päällikkö Rauno Liikamaa torstaina.

CMS-magneetti tulee olemaan ensimmäinen näin suuri 4 Teslan magneetti maailmassa.

Suprajohteiden lisäksi Outokumpu toimittaa LHC-kiihdyttimen suprajohtavien magneettien täyteprofiileiksi ultrapuhtaita mittatarkkoja kiilaprofiileita. Ne ovat välttämättömiä korkean sähköjohtavuuden saavuttamiseksi. Outokumpu on CERN:n ainoa profiileiden toimittaja.

Outokumpu on yksi maailman harvoista huippuosaamista vaativien suprajohteiden teollisista tuottajista. Kaupallisia suprajohteiden valmistajia löytyy Liikamaan mukaan koko maailmasta vain kahdeksan.

Outokumpu aloitti suprajohteiden valmistuksen vuonna 1983. Tuotantoa varten rakennettiin Poriin oma erikoistehdas vuonna 1986.

Suprajohtava lanka on puhtaassa kuparissa olevaa niobititaania. Langan halkaisija on 1,280 millimetriä ja sen kuparimatriisissa on kaikkiaan 552 NbTi-säiettä. Kunkin säikeen halkaisija on 38 mikrometriä ja ne erottaa toisistaan noin 6 mikrometrin vahvuinen kuparikerros.

Outokummun toimittamista suprajohtavista langoista valmistetaan 36-lankainen alumiinin sisään pursotettu lattakaapeli. Puhdas alumiini toimii johdinta vakauttavana osana ja alumiiniseos antaa sille vaadittavan lujuuden.

- Suprajohtavien johtimien pituus on 2,5 kilometriä, leveys 72 millimetriä ja korkeus 22,5 millimetriä. Magneettiin tarvitaan yhteensä 20 johdinta, joten niiden yhteispituus nousee noin 50 kilometriin, totesi Liikamaa.

STT-IA
24.9.1999

Kuva: CERN Photo.


Ajassa -sivulle