瑞士的歐洲核子研究中心(簡稱為 CERN),是世界上最大的粒子物理學實驗中心,也是目前世界最大的真空科研裝置。CERN 成立于 1954 年 9 月 29 日,總部位于瑞士日內瓦近郊的梅漢(Meyrin)地區。它的主要功能是為高能物理學研究的需要,提供粒子加速器和其它基礎設施,以進行許多國際合作的實驗。歐洲核子研究組織已經聘用大約三千名的全職員工,并有來自 80 個國籍的大約 6500 位科學家和工程師,代表500余所大學機構,在 CERN 進行試驗。
安捷倫真空(原瓦里安真空)與歐洲核子研究組織的合作可以追溯到到 1967 年,當年的瓦里安(Varian)在意大利都靈(Torino)開設了專門的工廠,為 CERN 制造超高真空離子泵。這是安捷倫都靈工廠離子泵悠久歷史的開始,也是 CERN 和瓦里安(現在的安捷倫)之間密集合作的開始。從那時起,瓦里安及現在的安捷倫持續為 CERN 提供高真空和超高真空解決方案。
作為濺射離子泵和 ConFlat (CF)法蘭的發明者,瓦里安(Varian)開創了超高真空時代,使真空系統的壓力范圍拓展到了1E-11 mbar(Torr)以下。1971年,300 臺抽速為 400 l/s 的濺射離子泵第一次被安裝到了強子對撞機 ISR(相交儲存環)項目上,1983 年,融合安捷倫獨特技術并在此后幾十年都廣受歡迎的 Starcell 離子泵被安裝到了 LEP 項目,并在此后被 CERN 的幾乎每個大型項目列為標準配置。截止到目前,已經有接近 3000 臺各種型號的安捷倫離子泵在 CERN 裝機。
重要項目介紹:LEP項目
大型正負電子對撞機(LEP)有史以來最大的電子-正電子加速器。LEP 于 1989 年 7 月投入使用,第一束光束于 7 月 14 日在對撞機中傳播。對撞機的初始能量被選擇為91 GeV,因此可以產生 Z 玻色子。LEP 在大約100 GeV 下運行的 7 年間,它產生了大約 1700 萬個Z粒子。1995 年,LEP 升級到第二個運行階段,增加了多達 288 個超導加速腔,使能量增加了一倍,因此碰撞可能產生 W 玻色子對。對撞機的能量最終在 2000 年突破 209 GeV。LEP 于 2000 年 11 月 2 日關閉,以便在同一條隧道中建造大型強子對撞機( LHC )。
安捷倫 StarCell 離子泵,就是當年為了滿足 LEP 項目苛刻的真空要求而開發的。1983 年,當年的瓦里安(Varian)和歐洲核子研究中心的工程師們一起,在瓦里安都靈工廠和歐洲核子研究中心進行了廣泛的測試,最終開發出了 Starcell 離子泵并取得了巨大的成功——僅僅 LEP 項目就裝機了超過1,000 臺 。
重要項目介紹:LHC 項目
大型強子對撞機(LHC)是世界上最大,功能最強大的粒子加速器。它于 2008 年 9 月10 日首次啟動,至今仍是 CERN 加速器綜合體的最新成員。大型強子對撞機由 27 公里的超導磁體環組成,具有多個加速結構,可沿途增強粒子的能量。CERN 加速器復雜體是一系列能量越來越高的機器。每臺機器將粒子束加速到給定的能量,然后再將其注入鏈中的下一臺機器,下一臺機器將光束帶到更高的能量,依此類推。大型強子對撞機是這條鏈中的最后一環,在這里光束達到其最高能量。
在大型強子對撞機內部,兩個粒子束在碰撞之前以接近光速的速度行進。光束在單獨的光束管中以相反的方向行進–兩個管保持超高真空,在長達27公里的光束環上,每隔一段距離,就有一臺安捷倫離子泵在工作。
重要項目介紹:Linac4項目
在這里做的諸多研究中,研究可能成為未來能源——號稱人造太陽的可控核聚變實驗最為出名。為了提高負氫離子的攜帶能量,CERN 設計了下一代的粒子加速器Linac4(直線加速器 4),并將 Linac4 安排為大型強子對撞機(LHC)2019 年-2020 年長時間停機后的質子束來源。當離子準備進入質子同步加速器增強器時,Linac4 將離子加速到 160 MeV ,作為 LHC 注入鏈的一部分。此時負氫離子以每次 400 微秒的脈沖通過加速器。Linac4 加速負氫離子使之最終接近光速。在此過程中,為了離子能夠實現更理想的運動,實驗必須在超潔凈的真空環境進行。
同 CERN 的大多數的粒子加速器和世界各地多數的高真空實驗室一樣,安捷倫離子泵被選為 CERN 長 80 米,位于地面以下 12 米的 Linac4 的主泵。安捷倫離子泵的加入是該項目重要的里程碑。
作為關鍵基礎技術,從 CERN 早期的加速器到到最近發現希格斯玻色子的大型強子對撞機,基于安捷倫離子泵的超高真空環境一直是粒子物理學研究的關鍵和基本元素。安捷倫 StarCell 離子泵及近年來不斷推出的各種實驗室儀器新產品,比如在高真空達到最大抽速的Vaclon Plus離子泵、鈦升華泵復合型離子泵、吸氣劑泵復合型離子泵等,被廣泛應用于遍布全球各種的超高真空應用,包括粒子加速器,醫用同步加速器,光源加速器,電子顯微鏡,表面分析等等。