CMS未来高粒度量能器大型结构完成严苛冷测试

欧洲核子研究中心CMS实验未来高粒度量能器(HGCAL)的一项关键工程测试近日取得进展。HGCAL最大结构之一已完成一系列严苛冷测试，测试过程中未记录到外板过热、冷凝或泄漏情况，为其后续服务于高亮度大型强子对撞机(LHC)奠定了基础。

HGCAL将取代CMS实验现有端盖量能器，用于在高亮度LHC运行条件下更精细地重建粒子簇射。此次接受测试的是两套大型不锈钢吸收体结构中的第一套。按照设计，HGCAL的活性元件将安装在吸收体结构内，并需在低温环境下保持长期稳定性能。

本次冷测试要求结构内部维持在-35℃，外部则接近室温。为实现局部温度控制，结构外表面覆盖408块可独立调节温度的隔热屏。测试期间，团队在结构表面布设温度和湿度传感器，用于检验隔热屏运行状态以及整体冷却是否均匀。

将约170吨钢材降温至-35℃历时四天多。冷却剂在特制铝板内循环，这些铝板被放置在钢板之间;隔热屏则由铝板、碳纤维板和加热箔组成。在结构降温过程中，团队持续控制并监测各隔热屏运行情况，完成评估后再让吸收体缓慢升温。

为防止探测器内部形成冷凝水，结构内部还持续通入极干燥空气，以保持低湿度环境，保护内部精密电子元件。测试由22名团队成员轮班完成，相关测量数据将与探测器详细计算机模拟结果进行比对。团队表示，若实测情况与模型一致，将进一步验证HGCAL按预期运行的可靠性。