Amerika Birleşik Devletleri’ndeki bilim insanları, son derece zorlu bir mühendislik sorununu çözmeye çalışıyor. Fizik dünyasının amiral gemisi niteliğindeki bir deney için sıvı argonu muhafaza edecek, aşırı derecede soğutulmuş devasa tanklar inşa ediliyor. Temel amaç, bilimsel çalışmalar için yerin derinliklerine doğru inşa edilen tesislerde, eksi 303 Fahrenheit derecede (yaklaşık eksi 186 Santigrat) tutulması gereken 15.000 tondan fazla sıvı argonu güvenle depolamak.
Önemli Deney
Bu çalışma, dedektörleri kriyojenik sıvı argon banyolarına daldırılacak olan gerçek Deep Underground Neutrino Experiment’in (DUNE) bir parçası olarak yürütülüyor. Fermilab araştırmacısı Vincent Basque, sürece dair şunları söyledi:
“Yeraltına inerek, Güney Dakota’daki DUNE dedektörleri kozmik arka plan gürültüsünü önemli ölçüde azaltacaktır. Böylelikle, Illinois’deki Fermilab ışınından gönderilen nötrinoları yüksek hassasiyetle inceleyebileceğiz, güneş veya yakınlardaki bir süpernova gibi astrofiziksel kaynaklardan gelen nötrinoları tespit edebileceğiz ve diğer son derece nadir süreçleri araştırabileceğiz.”
Ekip ayrıca, DUNE’un, Büyük Patlama’da yayılan ilk parçacıklar olan nötrinoların özelliklerinden evrenin kökenlerini öğrenmek üzere tasarlanan gelmiş geçmiş en hassas deney olduğuna dikkat çekti.
Deneyin Parçacık Dedektörlerini Kozmik Işınlardan Koruması Gerekiyor
Araştırmanın, uzaydan sürekli gelen ve Dünya’yı bombardımana tutan kozmik ışınlardan dedektörlerini koruması şart; aksi halde bu ışınlar, yakalanmak istenen zayıf sinyalleri bastırıp maskeleyebilir. Basın bültenine göre DUNE araştırmacıları, kozmik trafiğin büyük kısmını emecek olan yaklaşık 1,6 kilometrelik yer tabakasının altında, Güney Dakota’nın Lead kasabasındaki Sanford Yeraltı Araştırma Tesisi’nde çalışacak.
Ekip şu anda sıvı argon zaman projeksiyon odası (LArTPC) teknolojisinin varyantlarını kullanan çok kilotonluk iki dedektör modülünü kurmaya hazırlanıyor. Uluslararası iş birliği ortakları, ilerleyen yıllarda iki modül daha eklemeyi umuyor. Her modül, yaklaşık 500.000 kübik fit hacminde, yani kabaca beş olimpik yüzme havuzu büyüklüğünde, ve kriyostat adı verilen yalıtımlı bir kapta barındırılacak.
CERN, kriyostatların tasarımı için sıvılaştırılmış doğal gaz taşımacılığı için kriyostatlar geliştiren GTT firmasıyla anlaştı. 2007’den beri CERN deneyleri için daha küçük kriyostatlar tasarlayan GTT, projeye uzmanlığını aktarıyor. DUNE üzerinde iş birliği yapan Avrupa’nın en büyük nükleer araştırma merkezi CERN, deney için kriyostatları temin ediyor.
Sızdırmaz sıvı ve buhar tutma, ayrıca yeterli yalıtım ve destek sağlamak için DUNE kriyostatları birden fazla katmandan oluşuyor. GTT’nin rüştünü ispatlamış tasarımı, membran kriyostat olarak biliniyor; en içteki katman, kriyojenik sıvıyı tutan bir membran oluşturuyor.
Tüm katmanlar, şafttan aşağı parçalar halinde indirilip dış yapıdan başlayarak dedektör mağarasında monte ediliyor. Yapının tamamlanması 5.000’den fazla ayrı parçanın birleştirilmesini gerektiriyor.
Kaynak: https://interestingengineering.com/science/us-containers-liquid-argon-dune-experiment
