Strona główna nauka/tech Ukończenie ogromnych jaskiń głęboko pod ziemią do badań nad neutrinami

Ukończenie ogromnych jaskiń głęboko pod ziemią do badań nad neutrinami

25
0


Infografika głębokiego podziemnego eksperymentu neutrinowego
Eksperyment Deep Underground Neutrino będzie mierzyć oscylacje neutrin poprzez badanie neutrin, które zostaną wysłane z Fermilab do detektorów DUNE w Sanford Underground Neutrino Facility. W eksperymencie wykorzystana zostanie wiązka neutrin mionowych wytworzona w ośrodku Long-Baseline Neutrino Facility w Fermilab i wysłana na odległość 800 mil/1300 kilometrów prosto przez ziemię do Dakoty Południowej. Zanim neutrina dotrą do Południowej Dakoty, tylko niewielka ich część zostanie wykryta jako neutrina mionowe. Większość neutrin będzie oddziaływać jako neutrina elektronowe i taonowe. Źródło: Fermilab

W Sanford Underground Research Facility uczczono zakończenie prac wykopaliskowych w ramach projektu LBNF/DUNE, ważnego międzynarodowego przedsięwzięcia kierowanego przez Fermilab, mającego na celu zbadanie najgłębszych pytań dotyczących wszechświata z wykorzystaniem interakcji neutrin.

Dzięki znaczącej współpracy międzynarodowej i pokonaniu znaczących wyzwań technologicznych projekt ten może zapewnić przełomowy postęp naukowy.

Świętujemy zakończenie wykopalisk SURF

Dziś odbyło się uroczyste przecięcie wstęgi na ul Podziemny ośrodek badawczy w Sanford (SURF) w Lead, SD, aby uczcić zakończenie prac wykopaliskowych dla obiektu Long-Baseline Neutrino Facility/Deep Underground Neutrino Experiment (LBNF/DUNA), międzynarodowy projekt prowadzony przez Narodowe Laboratorium Akceleratorów Fermi Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych. W wydarzeniu „Into the Depths of Discovery”, którego gospodarzami byli Fermilab i Urząd ds. Nauki i Technologii Południowej Dakoty (SDSTA), wzięli udział zwolennicy trzyletnich prac wykopaliskowych jaskiń, w tym przywódcy stanowi i federalni, a także Departament Energii urzędnicy.

Przecięcie wstęgi DUNE SURF
Dyrektor Fermilab Lia Merminga (w środku, po lewej) i dyrektor Sanford Underground Research Facility Mike Headley (w środku, po prawej) przecięli wstęgę, aby uczcić zakończenie trzyletnich prac wykopaliskowych w jaskiniach na potrzeby obiektu Long-Baseline Neutrino Facility/Deep Underground Neutrino Experiment . Zwolennicy i osoby pomagające w trzymaniu wstęgi projektu to (od lewej do prawej): dyrektor projektu federalnego LBNF/DUNE-USA Adam Bihary, starszy naukowiec CERN i lider projektu platformy Neutrino Francesco Lanni, współrzecznik ds. współpracy DUNE Sergio Bertolucci, prezes i dyrektor generalny Stowarzyszenia Badań Uniwersyteckich John Mester, Departament Energii doc. Dyrektor Biura Fizyki Wysokich Energii Gina Rameika, główny zastępca podsekretarza DOE ds. nauki i innowacji Derek Passarelli, szef sztabu sekretarza DOE Jennifer Granholm Christopher Davis, pełniący obowiązki dyrektora Biura Nauki DOE i zastępca dyrektora ds. programów naukowych Harriet Kung , Dakota Południowa Porucznik Larry Rhoden, senator USA z ramienia SD Mike Rounds, przedstawiciel USA z ramienia SD Dusty Johnson, rektor Uniwersytetu Campinas Antonio José de Almedia Meirelles, dyrektor projektu LBNF/DUNE-US Jim Kerby. Źródło: Ryan Postel, Fermilab

„Dzisiaj świętujemy ten niezwykły wyczyn inżynieryjny i jesteśmy wdzięczni wielu osobom, które pracowały, aby osiągnąć ten kamień milowy” – powiedział Derek Passarelli, główny zastępca sekretarza DOE ds. nauki i innowacji. „To niezwykłe osiągnięcie, biorąc pod uwagę charakter podziemnych wykopów. Przedsięwzięcie LBNF/DUNE, w którym biorą udział partnerzy z kraju i z całego świata, połączy nasze wspólne umysły i talenty skupione na stawianiu czoła najtrudniejszym pytaniom dotyczącym działania naszego wszechświata.

Deep Underground Neutrino Experiment to międzynarodowy eksperyment mający na celu odkrycie tajemnic neutrin. DUNE zostanie zainstalowany w ośrodku Long-Baseline Neutrino, budowanym w Stanach Zjednoczonych. Laboratorium-gospodarzem projektu DUNE jest Fermilab Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych, współpracujący z agencjami finansującymi i ponad 1300 naukowcami i inżynierami z ponad 35 krajów.

Odkrywanie interakcji neutrin i tajemnic Wszechświata

Do zdarzenia doszło milę pod powierzchnią północnej jaskini detektorów i oznaczało zakończenie prac wykopaliskowych w dwóch siedmiopiętrowych jaskiniach, w których mieściły się detektory cząstek (patrz 2-minutowa animacja powyżej), a także w mniejszej centralnej jaskini użytkowej. Każdy z dwóch detektorów zostanie wypełniony 17 000 ton ciekłego argonu schłodzonego do temperatury minus 184 stopni Celsjusz do rejestrowania i badania rzadkich interakcji neutrin.

W ramach międzynarodowej współpracy naukowcy z DUNE zbadają zachowanie tajemniczych cząstek znanych jako neutrina, aby odpowiedzieć na niektóre z najważniejszych pytań nauki, takich jak: dlaczego nasz Wszechświat zawiera materię, w jaki sposób eksplodująca gwiazda może stworzyć czarna dziuraoraz czy neutrina są połączone z ciemną materią lub innymi nieodkrytymi cząstkami.

Jaskinia DUNE SURF
Ukończono dwie kolosalne jaskinie, każda o długości ponad 500 stóp i wysokości siedmiu pięter, aby pomieścić gigantyczne moduły detektorów cząstek na potrzeby obiektu Long-Baseline Neutrino Facility/Deep Underground Neutrino Experiment, będącego międzynarodową współpracą kierowaną przez Fermilab. Trzecia jaskinia będzie zawierać urządzenia służące do obsługi dalekiego detektora DUNE. Źródło: Ryan Postel, Fermilab

Rola współpracy międzynarodowej w postępie naukowym

„To ekscytujące mieć dzisiaj tak wiele osób, które wspierały wykopy i budowę projektu” – powiedziała Lia Merminga, dyrektor Fermilab. „To ważny krok w kierunku przekształcenia LBNF/DUNE w światowej klasy międzynarodową podziemną placówkę naukową”.

Badania prowadzone w Fermilab i SURF stanowią podstawę przyszłych innowacji technologicznych. Historia badań naukowych pokazuje, że odkrycia dokonane dzisiaj mogą potencjalnie pozytywnie wpłynąć na ludzkość w przyszłych pokoleniach.

DUNE SURF Lia Merminga
Milę pod ziemią dyrektor Fermilab Lia Merminga (po lewej) omawia postęp trzech jaskiń w ramach obiektu Long Baseline Neutrino Facility/Deep Underground Neutrino Experiment z koordynatorem budowy Nathanem Strasbaughem (po prawej) w czwartek, 15 sierpnia 2024 r. w Lead, SD Credit: Ryan Postel, Fermilab

Perspektywy na przyszłość w amerykańskim podziemnym laboratorium

„Ten ważny kamień milowy to świetny sposób na uczczenie światowej klasy badań, innowacji, edukacji i możliwości gospodarczych, jakie dzieją się w America’s Underground Lab” – powiedział Mike Headley, dyrektor laboratorium w SURF i dyrektor wykonawczy South Dakota Science and Technology Władza. „Badania prowadzone w SURF będą trwać jeszcze w tym stuleciu; wpływ postępu naukowego, jaki tu nastąpił, może trwać znacznie dłużej. Nasza przyszłość jest niezwykle świetlana i cieszymy się, że możemy pomóc w jej urzeczywistnieniu.

Wykopaliska jaskiń LBNF/DUNE
Eksploatacja jaskiń LBNF/DUNE wymaga przetransportowania około 800 000 ton skały z głębokości mili na powierzchnię, a następnie przetransportowania ich na miejsce ostatecznego spoczynku na dawnym obszarze górniczym zwanym Otwartym Wykopem. Źródło: Fermilab

Od 2021 roku zespoły inżynieryjne, budowlane i wykopaliskowe pracowały w SURF na głębokości 4850 stóp pod powierzchnią, aby przygotować przestrzeń potrzebną do eksperymentu. Wydobyto i przeniesiono z podziemi na rozległy obszar byłej kopalni odkrywkowej, znany jako Open Cut, ponad 800 000 ton skał. Aby dokonać tego wyczynu, ekipy budowlane zdemontowali ciężki sprzęt górniczy i kawałek po kawałku przewieźli go pod ziemię. Następnie pracownicy ponownie zmontowali maszyny i od tego czasu wysadzają i przenoszą skały.

Narodowe Laboratorium Akceleratorów Fermi i Podziemny Ośrodek Badawczy w Sanford świętują ten ogromny kamień milowy w budowie i rozpoczynają kolejną fazę tego projektu. Źródło: Laboratorium Sanford

Globalne przedsięwzięcie naukowe

Laboratorium Fermi National Accelerator Laboratory i Sanford Underground Research Facility Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych współpracują przy tym międzynarodowym projekcie naukowym w ramach dużej współpracy, w której uczestniczy ponad 1400 naukowców i inżynierów z ponad 200 instytucji w ponad 35 krajach oraz Europejska Organizacja ds. Energii Jądrowej Badania, tzw CERN.



Link źródłowy