ABD’nin Güney Dakota eyaletinde, yerin yaklaşık 1,5 kilometre altında DUNE deneyinin dev kriyostatlarının montajı başladı. CERN’in de katkı sağladığı çalışmada çelik kirişler, sıvı argon dedektörlerini barındıracak yalıtımlı yapıların dış iskeletini oluşturuyor. Deney, nötrinoları inceleyerek evrendeki madde ve antimadde dengesine ilişkin sorulara yanıt arayacak. Başlayan aşama veri toplamayı değil, dedektör altyapısının kurulmasını kapsıyor.
Çalışmalar, Sanford Yeraltı Araştırma Tesisi’nde Fermilab, CERN ve SURF ekipleri tarafından yürütülüyor. Yüzeyden tek tek indirilen binlerce çelik kiriş, yeraltındaki montaj alanında birleştiriliyor. İki kriyostat için toplam 2.600 kiriş kullanılacak. CERN’in ayni katkısı olan çeliğin toplam ağırlığı 6.200 tonu aşıyor.
Her bir kriyostat yaklaşık 66 metre uzunluk, 19 metre genişlik ve 18 metre yüksekliğe sahip olacak. Yapıların her biri yaklaşık 17.000 ton sıvı argon barındıracak. Bu ayrım önemli, çünkü 17.000 ton iki yapının toplamı olarak verilmiyor. Argonun çok düşük sıcaklıkta tutulması gerekiyor ve açıklamada yaklaşık eksi 185 derece işaret ediliyor.
Kriyostat, dev bir yalıtımlı kap gibi çalışıyor. Dedektörün kullanacağı sıvı argonu gereken sıcaklıkta koruyarak ölçüm ortamının kurulmasını sağlıyor. DUNE’da gözlenecek nötrinolar maddeyle çok zayıf etkileşime giriyor. Büyük hacimli dedektörler, bu nadir etkileşimleri kaydetmek için kullanılıyor. Yeraltı tesisi, bu ölçümlerin yapılacağı uzun süreli araştırma ortamını oluşturacak.
Deneyin diğer ucunda Illinois’deki Fermilab bulunuyor. Burada üretilecek nötrino demeti, yerin içinden yaklaşık 1.300 kilometre ilerleyerek Güney Dakota’daki dedektörlere ulaşacak. Kaynağa yakın ikinci bir dedektör de parçacıkları yolculuğun başında ölçecek. İki noktadaki ölçümler karşılaştırılarak nötrinoların yol boyunca nasıl değiştiği incelenecek.
CERN, kriyostatların tasarımı, inşaat planlaması, lojistiği ve kurulumunda görev alıyor. Daha önce ProtoDUNE adlı prototip dedektör de kurumun Nötrino Platformu kullanılarak geliştirilmişti. Yeraltındaki bu yeni kurulum, prototiple elde edilen deneyimin daha büyük deney altyapısına taşındığı aşamayı oluşturuyor.
Bunun yanında tesis, Güneş’ten ve uzaydan gelen parçacıkları da gözlemlemek için kullanılacak. Çalışma, nötrino türleri arasındaki geçişleri ve temel parçacık davranışlarını daha iyi anlamayı hedefliyor. Maddenin evrende neden antimaddeden baskın kaldığı sorusu da bilimsel amaçlar arasında. Ancak inşaatın başlaması, bu sorulardan herhangi birinin şimdiden yanıtlandığı anlamına gelmiyor.
Planlanan takvimde yeraltı alanının 2029’da, dedektör donanımının ise 2030’da tamamlanması bulunuyor. Fermilab’dan gönderilecek nötrino demetinin 2031’de yeraltı dedektörlerine ulaşması bekleniyor. Bunlar proje hedefleri ve altyapı çalışmalarının ilerleyişine bağlı. DUNE’un bilim programı, montaj, soğutma ve devreye alma aşamalarının ardından başlayacak.
Günün Öne Çıkan Fırsatları
