Команда усовершенствовала сверхпроводящую резонаторную камеру с двойными спицами — теперь она надежнее и эффективнее. Инженеры переработали конструкцию, чтобы снизить пиковое напряжение в рабочем режиме, избежать пробоев и упростить производство. Для сложной геометрии камеры разработали специальную систему полировки кислотой, которая равномерно обрабатывает поверхность. Это позволило добиться высокой добротности — больше 34 миллиардов при ускоряющем поле в 9 мегавольт на метр.

Добротность (Q-фактор) — это показатель, который характеризует, насколько эффективно резонатор сохраняет энергию. Чем выше Q, тем меньше потерь при работе. Например, Q = 3.4×10¹⁰ означает, что за один цикл колебаний теряется лишь 0.000000003% энергии.

Криомодуль для такой камеры сделали с подвеской на углепластиковых стержнях — они держат резонатор внутри вакуумного корпуса, почти не пропускают тепло и позволяют точно настраивать положение даже при сверхнизких температурах.

Отдельно проработали систему охлаждения: выяснилось, что скорость охлаждения сильно влияет на добротность. Теперь процесс идет по четкому алгоритму, чтобы сохранить параметры на максимуме.

Результаты опубликованы в издании Nuclear Science and Techniques.

Такие резонаторы критичны для ускорителей частиц в медицине (например, для протонной терапии рака) и фундаментальной науки (коллайдеры). Повышение добротности и стабильности снижает энергопотребление, увеличивает срок службы установок и уменьшает их стоимость. Оптимизация полировки и охлаждения — это шаг к массовому производству, что важно для коммерческих проектов.

Однако разработчики не учитывают долговременную деградацию поверхности резонатора под воздействием мощного СВЧ-поля — через 5–10 лет эксплуатации добротность может упасть даже при идеальных начальных условиях. Нужны испытания на старение.

Ранее российские ученые открыли новый способ передачи данных в квантовых компьютерах.