作為L(zhǎng)HC的緊湊μ介子電磁閥(CMS)探測(cè)器中粒子跟蹤器的關(guān)鍵部件，Exel拉出的輪廓必須滿足嚴(yán)格的維度公差，并在這個(gè)充滿挑戰(zhàn)的環(huán)境中保持最佳的性能，任何停機(jī)或失敗都將對(duì)一些重大科學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響。

 

        LHC是世界上最大最強(qiáng)的粒子加速器。它由一個(gè)27公里的超導(dǎo)磁體環(huán)組成，有許多加速結(jié)構(gòu)，以提高粒子的能量。在加速器內(nèi)部，兩個(gè)高能量的質(zhì)子束以接近光速的速度向相反的方向運(yùn)動(dòng)，然后在其環(huán)周圍的四個(gè)位置碰撞。CMS探測(cè)器位于四個(gè)碰撞點(diǎn)之一，記錄了粒子使用硅跟蹤器的路徑，該跟蹤器由大約7500萬(wàn)個(gè)獨(dú)立的電子傳感器通道組成。

 

        Exel組件是支持硅跟蹤器模塊的688個(gè)高精度結(jié)構(gòu)的一部分。這些材料是由兩個(gè)1.2米長(zhǎng)的碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料制成的，它的壁厚為0.7毫米，而且為L(zhǎng)型的交叉桿，從而形成了一個(gè)框架結(jié)構(gòu)，在這個(gè)框架中，粒子探測(cè)模塊的位置。除了提供這個(gè)應(yīng)用所需的輕量和輻射透明度之外，重要的是，Exel組件在尺寸和平直度方面達(dá)到了極其嚴(yán)格的程度，并且在CMS中遇到的低溫環(huán)境中依然可以保持良好的機(jī)械性能。為了提供高強(qiáng)度的剛度和熱穩(wěn)定性，公司采用高模數(shù)單向(UD)碳纖維來(lái)設(shè)計(jì)型材。此外，還采用了薄玻璃纖維表面組織來(lái)改進(jìn)加工。所有的部件和固定裝置在赫爾辛基物理研究所的夾具上組裝和粘合，制造出了一種尺寸公差為0.05毫米的結(jié)構(gòu)。

 

        Exel在生產(chǎn)高性能薄壁拉漿材料方面的能力，以及該公司在設(shè)計(jì)高模量碳纖維方面的經(jīng)驗(yàn)，據(jù)說(shuō)是該項(xiàng)目的關(guān)鍵成功因素。Exel還與CERN合作，提供了大約200公里的絕緣玻璃纖維材料，以建立大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的超導(dǎo)體。

 

        Exel在2001年至2005年期間向CERN提供了跟蹤支持配置文件，并于2008年開(kāi)始使用。CMS探測(cè)器一直表現(xiàn)出色，在2012年發(fā)現(xiàn)了一種新的基本粒子——希格玻色子。

 

        CERN的CMS跟蹤項(xiàng)目工程師Antti Onnela說(shuō)：“我們對(duì)Exel復(fù)合材料提供的高技術(shù)和發(fā)展支持非常滿意，我們對(duì)這些復(fù)合結(jié)構(gòu)有相當(dāng)大的挑戰(zhàn)性，早期的層壓版本沒(méi)有達(dá)到它們的要求。Exel開(kāi)發(fā)了需要的薄壁u型，這一技術(shù)在技術(shù)上更先進(jìn)，但也更經(jīng)濟(jì)，因?yàn)樯a(chǎn)過(guò)程減少了昂貴的碳纖維的浪費(fèi)。在CMS應(yīng)用了9年之后，Exel的部分繼續(xù)表現(xiàn)完美，就像在開(kāi)始時(shí)一樣。”