CERN testet Prototyp eines Neutrinodetektors unter 300 Tausend Volt Spannung

Forschungszentren haben einen weiteren wichtigen Schritt unternommen, um die Geheimnisse des Universums zu lüften. Dem Portal ixbt.com zufolge haben auf dem CERN-Gelände die Tests eines Detektorprototyps begonnen, der für das künftige große internationale DUNE-Projekt (Deep Underground Neutrino Experiment) bestimmt ist. Wissenschaftler legen etwa 300 Tausend Volt an das Gerät an, um dessen Widerstandsfähigkeit unter extremen Bedingungen zu prüfen. Dies berichtet Ixbt.com .

Das Hauptziel dieses gigantischen Projekts, das vom Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) des US-Energieministeriums geleitet wird, besteht darin herauszufinden, warum nach dem Urknall im Universum deutlich mehr Materie als Antimaterie übrig geblieben ist. Die Beantwortung dieser grundlegenden Frage soll helfen, die Ursachen für die Existenz von Sternen, Planeten und Leben im Allgemeinen zu erklären.

Revolutionäre Konstruktion und Höchstspannung

Derzeit werden die Tests mit einem maßstabsgetreuen Prototypen namens ProtoDUNE Vertical Drift durchgeführt. Die Forscher verzichteten beim neuen Design auf traditionelle Draht-Ausleseelemente und wechselten zu industriellen Leiterplatten. Dieser Ansatz vereinfacht die Herstellung von Detektoren erheblich, reduziert die Anzahl der Bauteile und ermöglicht eine effizientere Aufzeichnung von Neutkino-Wechselwirkungen.

Gleichzeitig weist das neue Schema eine Besonderheit auf: Elektronen müssen fast die doppelte Strecke im flüssigen Argon zurücklegen, bevor sie das System erreichen. Damit dieser Prozess verlustfrei abläuft, muss im Inneren des Detektors ein extrem starkes elektrisches Feld erzeugt werden. Genau aus diesem Grund testen die Ingenieure die Ausrüstung unter einer Belastung von rund 300 Kilovolt.

Untergrundlabor und Garantie für Jahrzehnte

Laut Steve Kettell, einem der technischen Leiter des Projekts, betreiben die Spezialisten das System absichtlich in eingeschränkten und extremen Modi. Sinken elektrische Durchbrüche während des Testprozesses auftreten, ermöglicht dies, die Schwachstellen der Konstruktion im Voraus zu identifizieren und sicherzustellen, dass die Ausrüstung jahrzehntelang ununterbrochen funktioniert.

Diese Sicherheitsreserve ist von entscheidender Bedeutung, da die Haupt-DUNE-Detektore nach Abschluss der Bauarbeiten in fast 1,5 Kilometern Tiefe im Sanford Underground Research Facility in South Dakota (USA) installiert werden. Sobald die Behälter mit flüssigem Argon gefüllt sind, werden die Wartungsmöglichkeiten für die Geräte eingeschränkt sein, weshalb alle potenziellen Probleme im Voraus behoben werden müssen.

Während des Betriebs wird DUNE seltenste Kollisionen von Atomen mit Neutrinos aufzeichnen, was es den Wissenschaftlern ermöglicht, die Energie, die Bewegungsrichtung und den Typ dieser Teilchen zu bestimmen. Darüber hinaus kann das Gerät den Neutrinostrom aus Supernova-Explosionen aufzeichnen, noch bevor das Licht die Erde erreicht. Wenn die Tests, die bis zum Herbst dieses Jahres dauern, erfolgreich abgeschlossen werden, wird diese Technologie das Fundament für die größten physikalischen Experimente der kommenden Jahrzehnte bilden.