Нова конструкція магнітної решітки в США дозволяє зменшити енергоспоживання прискорювача на 80% і підвищити яскравість пучка в 100 разів.
У Національному центрі синхротронного випромінювання II (NSLS-II) розроблено прототип вигнутої решітки, що базується на постійному магнітному квадруполі (PMQ) – пристрої, який фокусує електронний пучок без споживання енергії. За словами інженера Бернарда Косцюка, «ми хочемо усунути будь-яку невизначеність, щоб гарантувати можливість введення прототипу в експлуатацію». Ці магніти створені за циліндричною схемою Гальбаха, де один і той самий елемент виконує функції і квадруполя, і диполя, забезпечуючи компактність і стабільність. Їх застосування дозволяє отримати щільніший і яскравіший промінь, що критично важливо для високоточної наукової роботи.
Інновація ґрунтується на відмові від електромагнітів, які традиційно потребують обслуговування та постійного енергопостачання. На противагу, постійні магніти компактніші й не вимагають зовнішніх ресурсів. «Ми плануємо досягти успіху», — підкреслив Косцюк, зазначаючи значущість випробувань, що зараз тривають. У рамках тестування було побудовано зменшену версію прототипу, яка функціонувала при в 15 разів меншому споживанні енергії, ніж повномасштабний прискорювач.
Директор відділу прискорювачів Тимур Шафтан пояснив, що нова решітка дозволяє інтегрувати більше наукового обладнання завдяки зменшенню розмірів системи. За словами Гуймей Ван, керівниці команди, «ми використали машинне навчання для налаштування пучка та впровадили візуалізацію з мікрометровою роздільною здатністю». Це дозволило вирішити складні технічні проблеми, зокрема щодо з’єднання вакуумної камери. Нові магнітні клини зі зміненими кутами намагніченості були розроблені для досягнення необхідного вигину променя.
Завдяки співпраці з Національною лабораторією прискорювачів Фермі, дослідники підтвердили, що створене поле відповідає лише потрібним компонентам – дипольному й квадрупольному. Сушил Шарма наголошує, що команда має ще перевірити «масштабованість, економічну ефективність і довгострокову надійність» нової системи. Очікується, що після додаткових тестувань дві повномасштабні установки буде введено в дію на NSLS-II, що ознаменує нову еру в прискорювальній фізиці.