欧洲核子研究中心（CERN）日前正式宣布，已开始对大型强子对撞机（LHC）的关键部件实施物理断开与拆除作业。这一历史性步骤标志着对撞机在第三次长期停机维护（LS3）期间，全面迈入向高亮度大型强子对撞机（HiLumi LHC）演进的实质性硬件重构阶段。

在对撞机结构中，最为核心的组件之一是被称为“内三联体”（Inner Triplets）的四极超导磁体组。这套组件由三组高精度四极磁体串联而成，分别布置在LHC四大主要探测器实验站的两侧。其主要功能是在质子束流进入探测器碰撞点前，对粒子束进行极高密度的横向聚焦与压缩，将束流截面压缩至微米级别，从而最大化粒子碰撞的发生几率。

在粒子对撞实验中，束流压缩程度直接决定了对撞机的瞬时亮度（Instantaneous Luminosity），即单位截面、单位时间内发生的粒子碰撞事件数。更高的亮度意味着实验能够在单位时间内积累更庞大的碰撞数据流，为物理学家探寻希格斯玻色子罕见衰变道、验证超对称理论及搜索暗物质粒子提供不可或缺的统计学样本。

全面备战“高亮度LHC”新纪元

作为升级核心，现有的内三联体磁体将由新一代更高性能的超导磁体彻底替换。近日，工程团队在LHC第1节点（ATLAS探测器所在地）切断了首个磁体间的互连管线，CERN总干事Mark Thomson亲自视察并见证了该节点的正式动工。

LS3协调团队负责人Jean-Philippe Tock指出：“采用全新的HiLumi LHC内三联体磁体替代现有组件，是实现未来高亮度运行周期的决定性一步。按照工程规划，新一代三联体首台四极磁体将于2029年初运抵地下隧道。整个升级方案需在地下深度安装16套低温恒温器（Cryostats）和28套低温组件（Cryo-assemblies），工程规模与集成复杂度极其庞大。”

磁场强度跃升40%：铌三锡超导材料的技术突破

新研制的内三联体是超导磁体研发领域多年技术攻关的结晶，相比现役LHC磁体实现了代际跨越。现役磁体采用的是传统的铌钛（Nb-Ti）超导合金线圈，其磁场承载能力已接近物理极限；而全新升级的磁体则采用了突破性的铌三锡（Nb3Sn）超导材料制作线圈。

这种新型超导线圈赋予了磁体承受更高临界电流与临界磁场的能力，可稳定产生高达11.3特斯拉（Tesla）的操作磁场，相比当前运行的磁场强度提升了约40%。这一磁场飞跃赋予了对撞机更强大的束流聚焦控制力，使两束相对飞行的粒子在碰撞区域被压缩得更加紧实。

新设备将主要部署在对碰撞统计量要求极其严苛的两个通用探测器——ATLAS和CMS实验站的两侧。而对于ALICE（重离子对撞实验）和LHCb（底夸克物理实验），因其主要物理目标聚焦于特定强相互作用或夸克衰变，不需要同等幅度的瞬时超高亮度，因此现有的内三联体磁体将继续保留在原位，但会同步进行配套系统优化，以享受全环整体流强与运行品质提升带来的增益。

卸任20载老将：28台大型超导磁体退出现役

自9月7日启动解体作业以来，CERN工程团队已在ATLAS和CMS两翼展开多工作面施工，计划安全拆除包括现役内三联体在内的共计28台超导磁体。这些磁体最早于2005年至2007年间完成安装调试，伴随LHC完成了近二十年的高强度物理取数周期，并直接助力了2012年希格斯玻色子的重大科学发现。

HiLumi LHC项目负责人Markus Zerlauth强调：“本次拆解标志着一个技术时代的谢幕，更是下一代技术创新的全新开端。这批磁体坚守近20载，不仅圆满完成了历史使命，更为高能物理学界打开了未曾企及的数据视界。目睹从上一代工程奇迹平稳交接到更强大的创新一代，是粒子物理工程史上极具里程碑意义的时刻。”