Yale mempersiapkan teknologi penting untuk detektor DUNE neutrino bawah tanah 4.850 kaki
Peneliti Universitas Yale sedang membangun komponen detektor berdasarkan Eksperimen Neutrino Bawah Tanah Dalam (DUNE). DUNE adalah eksperimen fisika internasional ambisius yang dirancang untuk mempelajari neutrino, yang merupakan partikel materi paling melimpah di alam semesta. Neutrino mengalir terus-menerus ke seluruh tubuh kita dengan kecepatan hampir sama dengan kecepatan cahaya. Namun partikel hantu ini hampir tidak memiliki massa dan jarang berinteraksi dengan apapun. Diselenggarakan oleh Fermilab, percobaan ini akan menembakkan sinar neutrino berenergi tinggi dan intens sejauh 1.300 kilometer (807 mil) langsung melalui kerak bumi dari Illinois ke detektor ultra-sensitif yang terkubur sedalam hampir 4.850 kaki di bekas tambang emas South Dakota. Misinya adalah menganalisis bagaimana neutrino dan antineutrino berperilaku dengan menangkap partikel yang dihasilkan di atmosfer kita dan Matahari. Pada akhirnya, para peneliti berharap data ini akan mengungkap apakah neutrino adalah kunci untuk menjelaskan mengapa materi mendominasi alam semesta. “Melihat fasilitas bawah tanah DUNE sungguh mengesankan,” kata Karsten Heeger, seorang profesor fisika dan direktur Wright Lab Universitas Yale. “Skalanya sangat menakjubkan.” Anggota kelompok Heeger mengerjakan perakitan DUNE CRP di ruangan bersih di Wright Lab. Kredit: Yale Sistem penerjemahan data untuk neutrino DUNE akan dilengkapi dengan detektor Liquid Argon Time Projection Chamber (TPC) berukuran 7 kiloton yang dirancang untuk mencitrakan dan merekonstruksi jejak neutrino yang masuk. Di Wright Lab Yale, para peneliti saat ini sedang membangun sistem saraf pusat proyek: Charge Readout Planes (CRPs). Papan sirkuit besar ini adalah mekanisme yang menerjemahkan jejak partikel subatomik mentah di dalam argon cair menjadi data yang dapat dibaca mesin. Karena seseorang tidak bisa begitu saja memanggil tukang reparasi ke gua bawah tanah yang terkubur 4.850 kaki di bawah tanah, tim Yale akan memastikan perangkat kerasnya berfungsi tanpa cacat apa pun. Sebelum komponen apa pun meninggalkan Connecticut, komponen tersebut menjalani uji “kotak dingin” yang brutal, direndam seluruhnya dalam nitrogen cair untuk menyimulasikan suhu ekstrem dari detektor South Dakota. “Setelah CRP meninggalkan Yale, mereka tidak akan diuji secara kriogenik lagi sebelum dipasang satu mil di bawah tanah, dan detektor lengkap akan diaktifkan. Jadi tahap pengujian di Yale sangat penting,” jelas Tyler Stokes, rekan pascadoktoral yang memimpin tim perakitan Yale. Perakitan CRP di Wright Lab merupakan upaya kolaboratif yang mempertemukan para peneliti dari Yale, CERN, Brookhaven National Laboratory (BNL), dan Indiana University. Tonggak sejarah tahun 2029 yang sangat ditunggu-tunggu Proyek DUNE adalah kelas master internasional di bidang teknik. Selama musim panas, para insinyur mulai menurunkan 10 juta pon baja struktural ke dalam lubang penambangan yang sempit. Struktur masif ini diberikan oleh laboratorium CERN Eropa. Menariknya, ini adalah pertama kalinya CERN berinvestasi pada infrastruktur di luar Eropa. Ini akan membantu dalam pemasangan struktur argon cair. Bagi para ilmuwan muda yang terlibat dalam proyek ini, transisi dari matematika fisika abstrak ke teknik berat yang mentah merupakan suatu hal yang sangat berarti. Rohit Raut, seorang Yale Ph.D. siswa yang baru-baru ini mengunjungi gua-gua yang baru digali, mencatat bahwa satu modul detektor berukuran dua kali lipat total volume seluruh ruang perakitan labnya di kampung halamannya. “Berdiri di dalam gua yang suatu hari nanti akan menampung Detektor Jauh DUNE adalah salah satu pengalaman paling berkesan dari gelar Ph.D saya sejauh ini,” kata Raut. “Turun hampir satu mil di bawah tanah mengubah gambaran abstrak itu menjadi sesuatu yang nyata.” Hitung mundur menuju data secara resmi telah dimulai. Detektor bawah tanah dijadwalkan untuk mulai merekam data atmosfer pada tahun 2029, dengan pancaran partikel Fermilab menembakkan tembakan bawah tanah pertamanya ke seluruh wilayah Midwest Amerika pada tahun 2031. Jika semuanya berjalan sesuai rencana, jawaban yang tersembunyi dalam kegelapan tambang tua di South Dakota pada akhirnya dapat menjelaskan bagaimana alam semesta kita yang dipenuhi materi terbentuk.
Diterbitkan : 2026-07-03 10:51:00
sumber : interestingengineering.com
