Le niobium-étain (Nb₃Sn) pourrait, à terme, remplacer le niobium-titane (NbTi) comme matériau supraconducteur dans les bobines qui constituent les aimants des accélérateurs de particules. Cependant, il requiert de nombreuses étapes de fabrication et s'avère très fragile après sa mise en forme.

L'Irfu, en collaboration avec le Cern, s'est engagé dans un ambitieux programme de développement d'aimants en Nb₃Sn, capables de produire un champ magnétique de 16 teslas (au lieu de 8 teslas aujourd'hui pour le LHC), pour les futurs accélérateurs de particules.

Pour cela, le Cern, en collaboration avec l'Irfu, a développé un concept de bobine d'essai, de seulement 50 cm de longueur, appelé SMC ou Short Model Coil, afin de tester de nouvelles technologies et de nouveaux procédés de fabrication dans des conditions représentatives des futurs aimants à haut champ.

L'Irfu a entièrement fabriqué, de mai à octobre 2021, une bobine SMC en Nb₃Sn qu'il a livrée au Cern. Celle-ci a ensuite été assemblée au Cern dans une structure, puis testée en juin 2022 dans un bain d'hélium liquide et superfluide, sous fort courant, dans une station spécialisée.

La bobine a atteint 85 % de son courant maximal dans l'hélium superfluide à 1,9 kelvin, générant un champ de 12 teslas. Puis elle a atteint 95 % de son courant maximal dans l'hélium liquide à 4,2 kelvins, sans dégradation observée sur le supraconducteur.

Ces succès valident les procédés de fabrication de la bobine en Nb₃Sn. La phase suivante a déjà démarré : la fabrication d'un dipôle supraconducteur en Nb₃Sn (aimant R2D2), également entièrement réalisé à l'Irfu, utilisant une technologie innovante. L'objectif est d'atteindre des champs magnétiques très élevés, dans des bobines très compactes, pour les accélérateurs de particules du futur.