Изготовление резонаторов, при помощи которых будут разгоняться частицы в Большом андронном коллайдере, потребовало разработать технологию получения сверхчистых металлов, в частности ниобия. Ученые полагают, что это поспособствует новому витку научно-технического прогресса в металлургии.

Статья, посвященная неожиданной связи физики высоких энергий с металлургией, вышла в журнале Physical Review. На первый взгляд она посвящена узкоспециальному вопросу- изготовлению ниобиевых резонаторов для разгона заряженных частиц. Но на самом деле созданные специально для уникальных установок технологии могут существенно повлиять на металлургическую промышленность.

Изготовление ниобиевых деталей с высокой степенью чистоты и безупречным качеством сварных швов — задача, лежащая уже далеко не в области сложных моделей квантовой хромодинамики или единой теории поля. Но в работе исследователей из нескольких научных центров США (от Мичиганского университета до Аргоннских национальных лабораторий) металлургические и производственные процессы рассматриваются именно с точки зрения физиков, которых волнует один вопрос: как именно следует обрабатывать металл, чтобы получить наиболее качественные резонаторы для коллайдера? Да еще и по цене, которая позволит уложиться в бюджет?

Анализ поведения металличеких листов при остывании после отливки и прокатке показал, что свойства ниобия (механические и электричесике) очень сильно меняются с глубиной. Расчеты показали, что эффективность разгоняющих частицы резонаторов (то есть способность переводить подводимую к резонатору электроэнергию в кинетическую энергию пучка частиц) из-за неоднородности падает, и лучше бы найти какой-то иной способ получения необходимых заготовок. Например, штамповка — по оценкам авторов, она даст гораздо лучшие результаты.