ארגוני מדע בינלאומיים חותמים על הסכם לספק חומרה לניסוי הניטרינו התת קרקעי העמוק

עשר סוכנויות מימון בינלאומיות יתרמו לבניית גלאי החלקיקים הענקיים קילומטר מתחת לאדמה עבור ניסוי הניטרינו התת-קרקעי העמוק ב-Fermi Lab

ניסוי הניטרינו התת-קרקעי העמוק – הידוע גם בשם DUNE (ר”ת של Deep Underground Neutrino Experiment) – הוא מגה ניסוי מדעי בינלאומי שישתמש בגלאי חלקיקים עצומים כדי לחקור את התנהגות הניטרינו, מה שעשוי להעיד מדוע אנו חיים ביקום הנשלט בידי חומר.

שיתוף הפעולה של DUNE, המייצג מדענים מעשרות מדינות ברחבי העולם, יתרום לבניית גלאים בשני אתרים בארצות הברית: האחד במעבדת Fermi National Accelerator Laboratory של משרד האנרגיה האמריקאי, המעבדה המארחת של DUNE, שממוקמת כ-65 קילומטר מערבה משיקגו, והשני ב-Sanford Underground Research Laboratory (SURF) בליד, דרום דקוטה.

ב-17 בנובמבר, נציגי סוכנויות מימון מחמש מדינות חתמו על מזכר הבנות, המאשר את מחויבותם לתרום לבניית רכיבים עבור DUNE. חברת ההנהלה ליה מרמינגה חתמה בשם Fermi Lab.

“DUNE יעזור לענות על כמה מהשאלות הגדולות ביותר ביקום ויש לו פוטנציאל לשנות את תחום פיזיקת הניטרינו. אנו גאים לארח את DUNE בארצות הברית עם תרומות גדולות מהשותפים הבינלאומיים של הפרויקט המציעים את המומחיות הייחודית שלהם”, אמרה רג’ינה ראמייקה, מנהלת שותפה לתחום ה-DOE במשרד לפיזיקת אנרגיה גבוהה. “המחויבות של השותפים הבינלאומיים שלנו לתרום את המרכיבים החיוניים הללו היא היבט חיוני של DUNE”.

עם חתימותיהם, אוניברסיטת קמפינאס (Unicamp) מברזיל, המכון הלאומי לפיזיקה גרעינית ופיזיקה של חלקיקים (IN2P3) מצרפת, המכון הלאומי לפיזיקה גרעינית (INFN) מאיטליה, אוניברסיטת ברן משוויץ, ומועצת המדע ומתקני הטכנולוגיה/מחקר וחדשנות של בריטניה (STFC/UKRI), התחייבו לתרום חומרה לשני גלאי ה-DUNE המרחוקים בדרום דקוטה.

הקרן הקנדית לחדשנות John R. Evans Leaders Fund וקרן המחקר של אונטריו בקנדה, בנוסף ל-CERN בשוויץ, חתמו גם הן על מזכר הבנות מרחוק ויתרמו ל-DUNE Near Detector בבטאביה, אילינוי.

חתימות מסוכנויות בצ’כיה ובספרד תואמו ויגובשו סופית בעתיד.

במזכר ההבנות עבור Far Detector 1, בריטניה ו-CERN הסכימו לתרום למכלולי מישורי אנודה; ברזיל, צ’כיה, איטליה וספרד יתרמו למערכת גילוי הפוטון; CERN תתרום למערכת המתח הגבוה; קנדה, CERN ובריטניה יתרמו למערכת איסוף הנתונים; וספרד תתרום למכשור הכיול והקריוגניקה.

במזכר ההבנות עבור Far Detector 2, צרפת ו- CERN הסכימו לתרום לאלקטרוניקה של סחף עליון; ברזיל, צ’כיה, צרפת, איטליה וספרד יתרמו למערכת גילוי הפוטון; צרפת ו-CERN יתרמו למערכת המתח הגבוה; קנדה, CERN ובריטניה יתרמו למערכת איסוף הנתונים; ספרד תתרום למכשור הכיול והקריוגניקה; ו-CERN וצרפת יתרמו לקריאת המטוסים.

מדענים ומהנדסים מיותר מ-35 מדינות משתפים פעולה עם Fermi Lab כדי לתכנן, לבנות ולנתח נתונים מ-DUNE, אשר יותקן במתקן ניטרינו חדש על בסיס ארוך. בניית המתקן כבר החלה, וחפירת המערות הגדולות בליד, דרום דקוטה עבור גלאי ה-DUNE המרוחקים כבר הושלמה ביותר מ-85%.

שיתוף הפעולה של DUNE כולל יותר מ-1,400 מדענים ומהנדסים מלמעלה מ-200 מוסדות מחקר. יש לציין, המחויבות של CERN למתקן הניטרינו החדש ול-DUNE מייצגת את ההשקעה הראשונה שלה בתשתית לניסוי פיזיקלי מחוץ לאירופה. מספר מדינות – צרפת, הודו, איטליה, פולין ובריטניה – תורמות בנוסף באופן משמעותי גם לפרויקט  Proton Improvement Plan II, הכולל את בניית מאיץ החלקיקים מבוסס מוליכי העל באורך 215 מטר ב-Fermi Lab שיניע את DUNE.

DUNE יהיה הניסוי המקיף ביותר בעולם לחקר ניטרינו: חלקיקים קטנטנים וקלי משקל שחודרים ליקום אך לעיתים רחוקות מקיימים אינטראקציה עם משהו. DUNE יבקש לקבוע אם ניטרינו יכולים להיות הסיבה לכך שהיקום עשוי מחומר; חיפוש ניטרונים הנפלטים מכוכבים מתפוצצים כדי ללמוד עוד על היווצרות כוכבי נויטרונים וחורים שחורים; ותצפיות לגילוי תופעה תת-אטומית נדירה שיכולה להבהיר את איחוד כוחות הטבע.

כדי להשיג מטרות מדעיות אלו, DUNE יחקור את תנודת הניטרינו, תופעה שבה תכונת הניטרינו, הנקראת טעם, משתנה תוך כדי התנועה שלו. DUNE יחקור את התנודה הזו על ידי ירי קרן ניטרינו לאורך 1,300 קילומטרים ישר דרך כדור הארץ, ממתחם המאיצים של Fermi Labבאילינוי, דרך הגלאי הקרוב ועד לגלאים הרחוקים הממוקמים קילומטר מתחת לאדמה ב-SURFבדרום דקוטה.

המדע של DUNE הוא מאמץ עולמי, והשותפות עם סוכנויות מימון, מדענים ומהנדסים מרחבי העולם הופכת אותו למגה ניסוי המדעי הבינלאומי הראשון באמת שמתארח על אדמת ארה”ב. בנוסף, מאות סטודנטים מכל קצוות תבל יתחילו את הקריירה שלהם במדע, הנדסה ומחשוב בפרויקט זה.

מעבדת המאיץ הלאומית פרמי נתמכת על ידי משרד המדע של משרד האנרגיה האמריקאי. משרד המדע הוא התומך הגדול ביותר במחקר בסיסי במדעי הפיזיקה בארצות הברית והוא פועל כדי להתמודד עם כמה מהאתגרים הדחופים ביותר של זמננו. למידע נוסף, אנא בקרו באתר science.energy.gov.