آمریکا ۴.۵ میلیون تن فولاد را برای بررسی نوترینوها به عمق یک کیلومتری زمین برد!

آمریکا انتقال حدود ۴.۵ میلیون تن فولاد به عمق نزدیک ۱.۶ کیلومتری زیر زمین را برای ساخت پروژه آزمایش نوترینوی عمیق زیرزمینی (DUNE) آغاز کرد، پروژه‌ای که به‌عنوان یکی از جاه‌طلبانه‌ترین آزمایش‌های فیزیک ذرات در جهان شناخته می‌شود.

آزمایشگاه ملی شتاب‌دهنده فرمی (Fermilab)، مهم‌ترین آزمایشگاه ملی آمریکا در حوزه فیزیک ذرات پرانرژی، در ۷ مه اعلام کرد که ساخت و نصب زیرزمینی تجهیزات شناسایی نوترینوی این پروژه عظیم در داکوتای جنوبی آغاز شده است. این پروژه با همکاری مرکز تحقیقاتی زیرزمینی سانفورد و سازمان سرن (CERN) در حال اجراست.

فولادهای منتقل‌شده به اعماق زمین قرار است برای ساخت ماژول‌های عظیم شناسایی استفاده شوند، تجهیزاتی که به دانشمندان کمک می‌کنند نوترینوها، یکی از فراوان‌ترین و در عین حال مرموزترین ذرات جهان، را مطالعه کنند. نوربرت هولتکمپ، مدیر آزمایشگاه فرمی‌، این مرحله را نقطه عطفی مهم برای پروژه تعریف کرده و می‌گوید:

    امروز آغاز مرحله‌ای سرنوشت‌ساز برای DUNE و توسعه ساختار شناسایی نهایی در داکوتای جنوبی است.

آغاز مرحله‌ای تازه در پروژه DUNE

پروژه DUNE دانشمندان و مهندسان بیش از ۳۵ کشور را گرد هم آورده. پس از تکمیل پروژه، قدرتمندترین پرتو نوترینویی جهان از آزمایشگاه فرمی در ایالت ایلینوی به تجهیزات شناسایی مستقر در عمق زمین در داکوتای جنوبی ارسال خواهد شد، مسیری که حدود ۱٬۳۰۰ کیلومتر طول دارد.

در این پروژه، سرن علاوه بر تأمین نیروی انسانی و تخصص فنی، ۴.۵ میلیون تن فولاد را برای ساخت تجهیزات شناسایی زیرزمینی فراهم کرده است. این نخستین سرمایه‌گذاری زیرساختی سرن خارج از اروپا به شمار می‌رود. از این تیرهای فولادی برای ساخت «کرایواستات»‌ استفاده می‌شود، محفظه‌های غول‌پیکر عایق‌بندی‌شده‌ای که برای نگهداری آرگون مایع در دمای منفی ۱۸۴ درجه سانتی‌گراد طراحی شده‌اند. این آشکارسازها می‌توانند برهم‌کنش‌های نوترینو را با دقتی بی‌سابقه ثبت کنند.

ابعاد هر یک از دو ماژول نخست آشکارساز بسیار عظیم است، حدود ۶۶ متر طول، ۱۹ متر عرض و ۱۸ متر ارتفاع، تقریباً هم‌اندازه یک ساختمان پنج‌طبقه. پس از تکمیل، هر کرایواستات حدود ۱۷ هزار تن آرگون مایع را در عمق نزدیک به ۱.۶ کیلومتری زمین در خود جای خواهد داد.

پروژه‌ای برای کشف رازهای جهان

مارک تامسون، مدیرکل سرن، اعلام کرده که این سازمان علاوه بر تأمین کرایواستات‌های عظیم و آشکارسازهای اولیه DUNE، هم‌زمان با آزمایشگاه‌های آمریکایی روی آهنرباهای ابررسانا برای برخورددهنده بزرگ هادرونی نیز همکاری می‌کند. او می‌گوید:

    این دستاورد مهم برای پروژه DUNE نشان‌دهنده همکاری علمی قدرتمند میان سرن و آمریکاست.

پروژه DUNE بزرگ‌ترین طرح علمی تحت حمایت دفتر علوم وزارت انرژی آمریکا محسوب می‌شود و از آن به‌عنوان یکی از مهم‌ترین آزمایش‌های نوترینویی تاریخ یاد می‌کنند. مطالعه نوترینوها بسیار دشوار است، زیرا این ذرات به‌ندرت با ماده واکنش نشان می‌دهند. میلیاردها نوترینو هر ثانیه بدون آن‌که متوجه شویم از بدن انسان عبور می‌کنند.

دانشمندان امیدوارند این پروژه بتواند به برخی از بزرگ‌ترین پرسش‌های فیزیک پاسخ دهد، از جمله اینکه چرا در جهان ماده بیشتر از ضدماده است و جهان پس از بیگ بنگ چگونه تکامل پیدا کرد.

پژوهشگران همچنین معتقدند یافته‌های این پروژه می‌تواند در حوزه‌هایی مانند امنیت ملی، ارتباطات و تصویربرداری پزشکی نیز تأثیرگذار باشد. در حال حاضر بیش از ۱٬۵۰۰ دانشمند از مؤسسات مختلف جهان در این پروژه مشارکت دارند و فرمی‌لب می‌خواهد نخستین پرتو نوترینویی را تا سال ۲۰۳۱ به آشکارسازهای DUNE ارسال کند.

منبع: روزیاتو