Džinovski rezervoari u nekadašnjem rudniku zlata: Počelo sklapanje eksperimenta DUNE
Džinovski rezervoari sa tečnim argonom, koji čine samo središte američkog naučnog poduhvata DUNE, počeli su da se grade početkom novembra u nekadašnjem rudniku zlata Houmstejk u Južnoj Dakoti. Podzemni detektori smješteni su na dubini od 1.478 metara, a njihov zadatak biće hvatanje neutrina koje će kroz tlo slati istraživački centar Fermilab, smješten na udaljenosti od čak 1.300 kilometara.
Sklapanje masivnih kriostata duboko pod zemljom
Zajednički timovi sastavljeni od stručnjaka iz Fermilaba, Evropske organizacije za nuklearna istraživanja (CERN) i podzemne laboratorije SURF trenutno montiraju crvene čelične profile koji formiraju spoljašnju konstrukciju kriostata, saopšteno je iz Fermilaba 10. novembra. Svaka od ove dvije konstrukcije imaće dužinu od 65,8 metara, širinu 18,9 metara i visinu od 18,3 metra, a biće ispunjene sa oko 17.000 tona tečnog argona ohlađenog na približno minus 184 stepena Celzijusa.
Za kompletiranje oba kriostata neophodno je postaviti 2.600 nosača, odnosno utrošiti više od 6.200 tona čelika. Sav čelik obezbjeđuje CERN, zadužen za vođenje inženjerskog dijela posla i samu montažu. Kako ističu u Fermilabu, ovo predstavlja dosad najveće ulaganje CERN-a u neki naučni eksperiment izvan tla Evrope.
Iskopavanja bez ijedne radne povrede
Radovi na podzemnom iskopavanju započeti su početkom 2019. godine, a uspješno su privedeni kraju u februaru 2024. godine. Kroz obnovljeni rudnički otvor Ros na površinu je izvučeno približno 800.000 tona kamenog materijala, odakle ga je pokretna traka duga oko 1,2 kilometra prebacivala do nekadašnjeg površinskog kopa u mjestu Lid. Formirane su tri prostrane pećine čija površina odgovara veličini blizu osam fudbalskih terena. Dvije komore, dimenzija 20 metara širine, 28 metara visine i 150 metara dužine, namijenjene su za smještaj detektora, dok će treća služiti za rashladne sisteme.
Graditelji su na ovom gradilištu zabilježili 1.135.105 radnih sati bez ijedne povrede koja bi izazvala izostanak sa posla. Tokom aprila, ovaj poduhvat je proglašen za projekat godine od strane Udruženja za podzemnu gradnju (UCA) u kategoriji vrijednosti od 100 do 500 miliona dolara.
Od iskopavanja zlata do fizike i Nobela
Rudnik Houmstejk počeo je sa radom još 1876. godine i sve do zatvaranja 2001. godine dao je oko 41 milion unci zlata, pokazuju podaci laboratorije SURF. Ipak, fizika se na ovu lokaciju uselila znatno ranije, sredinom šezdesetih godina prošlog vijeka, kada je Rejmond Dejvis duboko ispod površine postavio opremu za detektovanje Sunčevih neutrina. Upravo za otkriće kosmičkih neutrina Dejvis je 2002. godine, zajedno sa japanskim fizičarem Masatošijem Košibom, nagrađen Nobelovom nagradom za fiziku.
Neutrini predstavljaju neutralne elementarne čestice koje gotovo da nemaju masu. Kroz ljudsko tijelo svake sekunde nesmetano prostruje bilioni ovih čestica jer izuzetno rijetko stupaju u interakciju sa materijom. Kada se ipak dogodi da neutrino pogodi atomsko jezgro argona, oslobođene naelektrisane čestice izbacuju elektrone iz okolnih atoma. Električno polje ih potom usmjerava ka senzorima, omogućavajući istraživačima trodimenzionalni prikaz sudara sa milimetarskom preciznošću. Tom prilikom argon kratko zasvijetli, pružajući tačno vrijeme odigravanja procesa, dok debeli sloj stijena iznad laboratorije zaustavlja kosmičko zračenje koje bi omelo ove slabe signale.
Slanje čestica kroz Zemljinu koru zakazano za 2031. godinu
Laboratorija Fermilab planira da iz Batavije u blizini Čikaga pošalje snop neutrina dužinom od 1.300 kilometara direktno kroz Zemljinu unutrašnjost ka Južnoj Dakoti. Prema važećem rasporedu, kompletna podzemna infrastruktura biće završena 2029. godine, ugradnja detektora 2030, dok se prolazak prvog snopa očekuje 2031. godine, nakon što se unaprijedi akcelerator PIP-II. Predviđeno je da eksperiment traje sve do kraja četrdesetih godina ovog vijeka.
Cilj naučnika je da odgonetnu da li neutrini nude odgovor na pitanje zašto je univerzum sazdan od materije, kao i da zabilježe neutrina nastala prilikom eksplozija zvijezda. Ovaj udaljeni detektor biće najveće postrojenje takve vrste na planeti, a prema podacima iz aprila na projektu je angažovano više od 1.500 naučnika i inženjera iz više od 35 država. Direktor Fermilaba Norbert Holtkamp poručio je da DUNE predstavlja ključni prioritet te laboratorije.
