位于日内瓦湖附近的欧洲颗粒物理实验室 (CERN) 运营着世界上最大的颗粒加速器：大哈德龙碰撞器 (LHC) 。研究人员正在使用颗粒加速来研究物理学的基本问题，并尝试确定暗物质的组成等。他们已经证明了希格斯粒子（" 上帝粒子 "）的存在，它赋予了所有其他元素粒子其质量。
超大尺寸检测机
LHC 颗粒加速器是一条大约 27 公里长的巨型环形隧道，配有四个测量点，包括两个通用探测器 :ATLAS 和 CMS。令人印象深刻的圆柱体重量与埃菲尔铁塔一样重，位于巨大的洞穴内。对于研究人员来说，这是通向宇宙秘密的窗口。
ATLAS 检测器是为了发现因质子正面碰撞而产生的新颗粒而开发的。这项研究有助于研究额外维度、力量统一和黑暗物质。
CMS 检测器用于研究质子 - 质子和重离子碰撞中产生的颗粒。研究人员希望找到基本问题的答案，例如 :" 为什么世界如此？"，" 为什么有些颗粒比其他颗粒重 ?" 和 " 是什么构成了宇宙中的黑暗物质 ?"
为了探索隐藏的秘密，ATLAS 和 CMS 使用精密测量来记录释放的颗粒的路径、动量和能量，基本没有错误。探测器覆盖有硅传感器模块（每个模块超过一百平方米），可记录每秒产生超过十亿次相互作用的颗粒碰撞。
左图 ：瑞士 CERN 实验室的 ATLAS 和 CMS 探测器使用精确测量来记录释放颗粒的路径、动量和能量。CMS 检测器研究质子 - 质子和重离子碰撞中产生的颗粒。图片来源：CERN
右图 :ATLAS 检测器用于发现因质子正面碰撞而产生的颗粒。这项研究有助于研究额外维度、力量统一和黑暗物质。图片来源：CERN
保持凉爽
为了确保测量精度，并且硅传感器不会因高剂量辐射而受损，需要低至 -55 °C 的温度。电子元件和传感器也会产生大量需要散热的热量。
在 2026 年至 2029 年计划的长期停机期间，LHC 加速器及其实验将进行重要升级。其中一个部分是硅跟踪探测器的完整更换。
"ATLAS 和 CMS 将为其所有硅跟踪仪和端盖量热仪检测器使用两相二氧化碳冷却系统。该系统可在低粘度和温度范围内实现高传热，非常适合操作检测机，" CERN 的冷却工程师和 CMS 冷却协调员 Jérôme Daguin 说道。
冷却系统将基于并联模块化装置，通过特殊蒸发器循环 CO2。每个冷却模块都将配备一个特殊的隔膜泵，以循环液态 CO2 。
为了精确安全地引入冷却介质，CERN 再次与阿特拉斯 · 科普柯集团旗下品牌 LEWA 的泵专家合作。LEWA 多尺寸膜片计量泵将用于精确、持续地将所用的液态 CO2 输送到冷却回路中。
突破界限
膜片计量泵经过专门测试，符合 CERN 的要求。无论是 CERN 还是 LEWA 都不想让任何事情都落在偶然之中，以确保将复杂的冷却介质从服务洞穴输送到探测器时基本没有错误。为适配的远程版本建造了几个原型，这些版本在实际条件下用作测试台。首先用水进行测试，然后用乙醇清洗，然后用 CO2 连续运行进行测试。
" 实施坚固耐用的解决方案非常重要。LEWA 区域销售经理 Wieland Wolff 解释说，要求清单非常宏伟，需要做一些非常出色的调整。
例如，首先验证了基本版本的现有密封件，然后更换为更适合的版本。为了防止现场安装后意外触发 CO2 警告警报，密封装置的关键点也涂有氟聚合物 PTFE。此外，驱动装置和驱动头经过改装，为 CERN 的仪器提供适当的测量点。
此外，驱动装置处的输送温度不得低于 -20 °C。为此，LEWA 工程师添加了一条往复管路，液压油可以在其中加热，防止 -55 °C 的 CO2 到达驱动装置。
LHC 颗粒加速剂工艺依赖于阿特拉斯 · 科普柯集团旗下品牌 LEWA 的隔膜计量泵实现的凉爽温度。
相互利益
大量的准备工作取得了杰出成果，LEWA 现已开始交付总共 18 台 ecoflow LDG 泵的首批产品。
这些泵安装在远离检修洞穴中的探测器，在实验洞穴中发现的辐射和磁场区域之外。这使得它们可以通过电动行程调节和变频器从控制室进行控制，无需员工在现场。
当当前停机完成时，安装的泵将通过复杂的输送管路、分配集水器和小型冷却管网络对电子元件和硅传感器进行冷却。
有关更多信息，请访问：www.lewa.com 和 www.atlas.cern
