Dolar 12,4280
Euro 14,0266
Altın 717,01
BİST 1.776
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 21 °C
Kuvvetli Sağanak

Yenilikçi Bir Sınır Ötesi Karanlık Madde Deneyi İnşa Etme Derin Yeraltı – Bir Pandemi Sırasında

06.11.2021
71
Yenilikçi Bir Sınır Ötesi Karanlık Madde Deneyi İnşa Etme Derin Yeraltı – Bir Pandemi Sırasında
SENSEI Deneyi Maden Erişimi

SENSEI deneyinin yer alacağı SNOLAB’ın temiz odasına gitmek için, burada resmedilen, çalışan bir madenin içinde yeraltında bir milden fazla bir yolculuk yapılması gerekiyor. Kredi bilgileri: SNOLAB

Karanlık madde parçacıkları arayışında, Kanada’daki bir maden ocağının kalbinde bir masa üstü deneyi işe yarayabilir. SENSEI işbirliği, onlarca yıl önce hayal edilen ve ancak yakın zamanda hayata geçirilen, türünün en hassas sensörleri olan kaptan şarjlı çift cihazları veya CCD’leri kullanır.

İşbirliği yakın zamanda deneyin hassas bir karanlık madde dedektörüne sahip olduğunu kanıtladı. ve Enerji Bakanlığı’nın Fermilab’ındaki bir yeraltı deney alanında arka plan oranlarını azaltabileceğini. Şimdi, işbirliği, Kanada’daki SNOLAB’da bir milden daha fazla yerin altında deneyin daha büyük, katlanarak daha sessiz ve daha hassas bir versiyonunu yürütüyor.

İle COVID-19 Pandemi ve ABD-Kanada sınırının kapanması nedeniyle, deney 2020’de kolayca programın gerisine düşebilirdi. Bunun yerine, devreye alma aşamasındadır – korumanın dış katmanları kapatıldığında deneyin kullanacağı hedef malzemenin yaklaşık %20’si ile test edilir. yerinde. Sınırın her iki tarafındaki fizikçiler arasındaki olağanüstü ekip çalışması, plana göre ilerlemesini sağladı.

Bilimi ilerletirken güvende kalmak

Pandemi üçüncü veya dördüncü ayına yerleşirken, Fermilab’da yardımcı bilim adamı ve SENSEI işbirlikçisi Javier Tiffenberg, Fermilab ekibinin 2020’de başlaması planlanan deneysel kurulumunun yeniden düşünülmesi gerektiğini anladı.

Sahaya ulaşmanın bir yolu olmadığı için, SENSEI ekibi, personelin Fermilab’ın uzaktan yönlendirmesiyle hiper-duyarlı deneyi kendilerinin kurmaya açık olup olmadığını görmek için SNOLAB’a ulaştı. SNOLAB personeli, çalışan bir madende bulunan temiz bir laboratuvarda deney kurmanın benzersiz zorluklarına zaten aşinadır. Bu sefer, başlangıçta parçası olmayacakları bir deney için haftalarca sürecek bir kurulum gerçekleştireceklerdi.

SNOLAB bir oyundu.

SNOLAB araştırma bilimcisi Silvia Scorza, proje için benimsenen bakış açısı hakkında “Burada olamayacakları için onların elleri olacağız” dedi. Pandemi sırasında projelerin uzaktan kurulumuna yardım eden SNOLAB çalışanlarından biri.

“SNOLAB’daki insanlar buna katkıda bulunmakla ilgilendiklerini söylediğinde ve sonra bizim tarafımızdan mühendisler ve teknisyenler, ‘Evet, bunu yapabiliriz’ dediklerinde çok heyecanlandım çünkü bunun gerçekten bir araya geleceğini düşündüm,” Tiffenberg dedim.

Fermilab’daki Parçacık Fiziği Bölümünde bir mühendis olan Greg Derylo, SENSEI’nin düzenini tasarladı, tüm mekanik parçaların çizimlerini yapmak için çizim grubuyla birlikte çalıştı ve saha içi ve dışındaki makine atölyelerinden parçalar tedarik etti. COVID-19 kısıtlamalarının Fermilab’ın kampüsüne erişim üzerindeki etkileri nedeniyle, deneyin fiziksel montajının çoğunu da yaptı.

Derylo, Fermilab’da sökme ve SNOLAB’da yeniden birleştirmenin her zaman planın bir parçası olduğunu söyledi. Ancak uzaktan kurulum yeni bir sorun ortaya çıkardı.

“Asıl hüner, bu toplantıyı yeraltında kimin yaptığı konusunda ortaya çıkıyor” dedi. Ana endişe, “elektrostatik hasara çok duyarlı” olan kırılgan (ve pahalı) kaptan CCD’leri ele almaktı. Bir kişinin ayaklarını halıya sürttükten ve bir kapı koluna dokunduktan sonra elinde hissedebileceğinden daha azı sensörleri bozabilir. Böylece, SNOLAB fizikçileri ve teknisyenleri elektronik işleme konusunda özel bir ders aldılar.

Test etme, test etme ve çok pandemi tarzı bir parti

Deney SNOLAB’ın eline geçmeden önce test edilip belgelenmesi gerekiyordu.

“Fermilab’da her şeyi test ettik. Her şeyi orada yaptıkları gibi bir araya getirdik” dedi.

İlk test mekanikti – vakumu tutacağını doğrulamak için deneyin dış kabuğunu bir araya getirmek – ve bir termal performans testi. SENSEI, “soğuk koşmak” için kriyojeniklere güveniyor. Bunu yapmak için Fermilab ekibi, sıcaklıkları izlemek ve tanılamayı çalıştırmak için ekstra enstrümantasyon kullandı. Her ikisi de beklendiği gibi performans gösterdi.

2020 sonbaharının başlarında, Fermilab ekibi deneye bir dizi test modülü yerleştirdi, çalıştırdı, soğuttu, soğuk çalıştırdı ve modülleri çalıştırdı. Okuma bir aksamadan gitti. Ekip, her üyeyi Zoom aracılığıyla kendi konumundan şampanyayla kutladı.

Dokümantasyon ve elle modelleme

Genellikle, belgeler ayrıntılı talimatlardan çok bir dizi hatırlatıcıdır ve ekip üyeleri süreci sezebilir veya büyük ölçüde belleğe güvenebilir.

Deneye aşina olmayan bir takım için talimatlar oluşturmak, bir sonraki seviye iletişimi gerektiriyordu. Bu, çoğunlukla çok daha ayrıntılı belgeler oluşturmak anlamına geliyordu.

SENSEI Etiketleri

Fermilab mühendisi Greg Derylo’nun etiketleri SENSEI’de görülebilir. Derylo, farklı ekip üyelerinin deney için farklı ön ve arka tanımları olduğunu fark ettiğinde, belgelere yardımcı olması için etiketleri ekledi. Kredi bilgileri: SNOLAB

Ekip, kurulumun uzak olacağını bildiğinden, test sırasında kendi montajlarından yararlandı.

Tiffenberg, “Her şeyin fotoğrafını çektik” dedi. “Bu belgelere sahip olmak çok önemliydi.”

Ama onunla gelmek zorluklar olmadan değildi. Pandemi nedeniyle birden fazla kişinin farklı zamanlarda belgeleme yapmasıyla, grup içi iletişim de normalden daha önemli hale geldi. Farklı teknisyenlerin farklı bakış açıları vardı – kelimenin tam anlamıyla.

Derylo, “Görünüşe göre, kurulumun ön tarafının ne olduğu konusunda aslında zıt tanımlarımız vardı” dedi. çare? SENSEI’nin en yeni ve en önemli bileşenlerinden biri: yapışkanlı etiketler.

Ekip ayrıca belgelere durma noktaları ekledi. Bir SNOLAB çifti bu noktalardan birine ulaştığında, bir vardiyada bir sonraki adıma geçmek için zamanları olup olmadığını veya Fermilab ekibinden açıklama gerekip gerekmediğini belirleyebilirler.

İlk taslak 2021’in başında hazırdı. Derylo, belgelerin farklı bölümlere ayrıldığını ve yaklaşık 70 sayfa olduğunu söyledi. Belge, “fotoğraflarla dolup taşan” bir anahattı andırıyor. Vakum sistemi, soğutucu sistem ve elektrik kabloları için şemalar da sağlandı, ancak bu kitapçığın bir parçası değildi.

Tiffenberg, “Sonra parçalara ayırdık ama mümkün olduğunca çok parçayı bir arada tutmaya çalıştık ve ardından bunu Ocak ayında SNOLAB’a gönderdik,” dedi.

Çalışan bir madende ultra temiz bir temiz oda

Pandemi sorunları bir yana, SNOLAB’ın yeraltı tesisinde deney kurma süreci her zaman karmaşıktı. Ne de olsa, çalışan bir madenin içinde, yerin bir milden fazla yer altında bulunan temiz bir laboratuvar.

Scorza, “Dikkatli planlama ve hazırlık yüzeyde başlar,” dedi.

Orada, günün başında, madenciler gibi giyinmiş fizikçiler, mühendisler ve teknisyenler (artı pandemi için maskeler ve temas izleme rozetleri), onları derinlere götürecek bir maden asansörü olan “kafesi” bekliyorlar.

SNOLAB Yeraltı Girişi

Yeraltındaki laboratuvara giriş, araba yıkamanın kirli tarafına bakıyor: Diğer taraftaki laboratuvara giren herkes duş almalı ve kıyafet değiştirmelidir. Laboratuara giren her eşya araba yıkamadan geçmelidir. Kredi bilgileri: SNOLAB

Aşağı yolculuk beş dakikadan az sürer. Ama sonra, üzerinde demiryolu hattının geçtiği bir maden tünelinde neredeyse bir mil uzunluğunda bir yolculuk var.

“Öyleyse adımlarına dikkat et,” dedi Scorza.

Bu yürüyüşün sonunda temiz bir laboratuvar. Girmeden önce botlar özel bir istasyonda yıkanır. Giysiler ve çizmeler bir tarafta bırakılır. Temiz laboratuvar şeridine giren insanlar, kontaminasyonu önlemek için duşun diğer tarafında yeni temiz giysilerle duş alır ve giyinir. Bir “laboratuvardan sorumlu koordinatör”, diğer parametrelerin yanı sıra oksijen seviyelerini kontrol ederek laboratuvarın iş için uygun olup olmadığını kontrol eder. Yüzeyden işe başlamaya yaklaşık bir saat ve aynı – duş eksi – geri dönüş yolunda. 10 saatlik bir günde, deneyi birleştirmek için vardiya başına yaklaşık sekiz saat kalır.

SNOLAB bilim adamları ve bir teknisyenden oluşan dört kişilik bir ekip sırayla kurulum için çiftler halinde çalışır. (Hiç kimse yeraltında yalnız olamaz ve fiziksel mesafeyi korumak için maksimum insan sayısı konusunda kısıtlamalar vardır.)

Tiffenberg, “Ambalaj çok özel,” dedi.

SNOLAB Temiz Tesisi

Madenin tam tersine, araba yıkamanın diğer tarafında laboratuvarın kendisi, ultra temiz bir tesis. Kredi bilgileri: SNOLAB

Scorza, alınan her parçanın “yeraltı araba yıkamasından” geçmesi gerektiğini söyledi. Malzemelerin temiz oda laboratuvarına girmeden önce torbadan çıkarılması ve silinmesi için karmaşık süreci kolaylaştırmak için her bir parça üç torbalı ve çift paletlidir. Araba yıkamanın diğer tarafında, temiz laboratuvar. SENSEI için parçalar arasında boru, kablo, kap, iç taraf için bakır parçalar, kriyojenikler, kurşun ve bakır koruyucu katmanlar ve çan kavanozu vardı.

Tiffenberg, “Bu şeyler tasarlanırken, elbette, monte edilen her şeyin nakliyesi gereksinim listesinde değildi” dedi. “Gönderdiğimiz şeylerin büyük çoğunluğu için her şey mükemmeldi.”

Sadece birkaç küçük plastik parça – kolayca değiştirilebiliyor – gevşeyip kırıldı.

Her şey açılıp “iyi göründüğünde” Tiffenberg bunun “büyük, büyük bir rahatlama” olduğunu söyledi.

Kurulum 19 Nisan’da başladı ve yaz sonunda tamamlandı.

Steve Linden SENSEI

6 Ağustos’ta, SNOLAB’da araştırmacı bilim adamı olan Steve Linden, SENSEI’yi yeraltı temiz odasında birleştirmeye devam ediyor. Kredi bilgileri: SNOLAB

SNOLAB’ın temiz odası telefonlar ve Wi-Fi ile donatılmış olsa da, belgelerin dışındaki iletişim çoğunlukla haftalık toplantılarda gerçekleşir. Plan, müsaitlik durumu ve COVID kısıtlamaları nedeniyle ekibin yeraltına girip giremeyeceğine bağlı olarak haftadan haftaya değişti.

Bazı günler aşırı özen gerektiriyordu: Kaptan CCD’lerine dokunmak. Diğerleri, kurşun koruyucuyu hareket ettirmek için bir vincin çalıştırılmasını içeriyordu. Scorza, SNOLAB çalışmalarının karışımının bilim insanlarının – uygulamalı ve analitik – üstlenmelerine izin verdiğini ve onlara deneysel fizikte daha eksiksiz bir deneyim sağladığını söyledi. “Ve bu çok eğlenceli. En azından benim için.”

Scorza, “Aslında deneyle pek ilgilenmeyen bir SNOLAB bilim adamları ekibinin, yeraltı kurulumuyla ilerleyebildiğine inanıyorum, her şeyden önce fizikçilerin çok esnek olduğunu gösteriyor.” Dedi. “Ve (bu) bu deney için planın ne kadar sağlam olduğunun bir kanıtı. Chapeau’dan Fermilab ekibine.”

Tiffenberg, kurulumun herhangi bir aksama veya sürpriz olmadan geçtiği için minnettar olduğunu söyledi.

“Sürprizlerin olmadığı bu duruma gelmek uzun zaman aldı. Başlangıçta her şey, ‘Tamam, ayarlamak, koordine etmek, bir şeyleri gözden geçirmek için çok zaman harcıyoruz’ gibi geldi. Ve bu uzun zaman aldı. Ama şimdi işler yolunda gidiyor, oraya gittiğimiz zamanı takdir ediyoruz, çünkü artık her şey sürprizsiz.”

Şimdi deney veri alıyor olsa da, bilimsel bir keşif şeklinde bir sürpriz hoş bir ödül olabilir.

.

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.