Dans les sources synchrotron modernes et les lasers à électrons libres, les résonateurs supraconducteurs à cavité radiofréquence sont capables de fournir des paquets d'électrons d'une énergie extrêmement élevée. Ces résonateurs sont actuellement construits en niobium pur. Aujourd'hui, une collaboration internationale a étudié les avantages potentiels d'un revêtement niobium-étain par rapport au niobium pur.

Maintenant, Le niobium est le matériau de choix pour la construction de résonateurs supraconducteurs à cavité radiofréquence. Ceux-ci seront utilisés dans des projets au HZB tels que berLinPro et BESSY-VSR, mais aussi pour les lasers à électrons libres tels que le XFEL et le LCLS-II. Cependant, une couche de niobium-étain (Nb 3 Sn) pourrait conduire à des améliorations considérables.

Les résonateurs supraconducteurs à cavité radiofréquence en niobium doivent fonctionner à 2 Kelvin (-271 degrés Celsius), ce qui nécessite une ingénierie cryogénique coûteuse et compliquée. En revanche, une couche de Nb 3 Sn pourrait permettre de faire fonctionner des résonateurs à 4 Kelvin au lieu de 2 Kelvin et éventuellement de résister à des champs électromagnétiques plus élevés sans que la supraconductivité ne s'effondre. À l'avenir, cela pourrait économiser des millions d'euros en coûts de construction et d'électricité pour les grands accélérateurs, car le coût du refroidissement serait nettement inférieur.

Une équipe dirigée par le Pr Jens Knobloch, qui dirige l'Institut SRF à HZB, a maintenant effectué des tests d'échantillons supraconducteurs recouverts de Nb 3 Sn par l'Université Cornell, ETATS-UNIS, en collaboration avec des collègues des États-Unis, Canada, et la Suisse. Les expériences ont eu lieu à l'Institut Paul Scherrer, La Suisse, chez TRIUMF, Canada, et le HZB.

"Nous avons mesuré les intensités critiques du champ magnétique du Nb supraconducteur 3 Échantillons Sn dans les champs statiques et radiofréquences, " dit Sébastien Keckert, premier auteur de l'étude, qui fait son doctorat au sein de l'équipe Knobloch. En combinant différentes méthodes de mesure, ils ont pu confirmer la prédiction théorique selon laquelle le champ magnétique critique de Nb 3 Sn dans les champs radiofréquences est plus élevé que celui des champs magnétiques statiques. Cependant, le matériau revêtu doit présenter un niveau de champ magnétique critique beaucoup plus élevé dans un champ radiofréquence. Ainsi, les tests ont également montré que le procédé de revêtement utilisé actuellement pour la production de Nb 3 Sn pourrait être amélioré pour se rapprocher davantage des valeurs théoriques.