Wetenschap
Krediet:Shutterstock
Het Department of Physics van de University of Oxford zal een centrale rol spelen in een toonaangevende wereldwijde wetenschappelijke faciliteit die ons begrip van het universum zou kunnen veranderen.
Het VK investeert £ 65 miljoen in het initiatief, die in de Verenigde Staten zal worden gevestigd en de positie van Groot-Brittannië als de internationale onderzoekspartner bij uitstek kan veiligstellen.
De Britse minister van Universiteiten en Wetenschap, Jo Johnson, heeft vandaag de overeenkomst getekend met het Amerikaanse ministerie van Energie om het bedrag te investeren in de Long-Baseline Neutrino Facility (LBNF) en het Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE). DUNE gaat de eigenschappen bestuderen van mysterieuze deeltjes genaamd neutrino's, die zou kunnen helpen meer te verklaren over hoe het universum werkt en waarom materie überhaupt bestaat.
De Britse Science and Technology Facilities Council (STFC) zal de Britse investering in de internationale faciliteit beheren, Britse wetenschappers en ingenieurs de kans geven om een leidende rol te spelen in het beheer en de ontwikkeling van de DUNE-verre detector en de LBNF-straallijn en de bijbehorende PIP-II-versnellerontwikkeling.
De LBNF wordt 's werelds meest intense hoogenergetische neutrinostraal. Het zal neutrino's afvuren op 1300 km van Fermilab in Illinois naar de 70, 000 ton DUNE-detector in de Sanford Underground Research Facility (SURF) in South Dakota om neutrino-oscillaties te bestuderen. Eenmaal gebouwd, het zal ten minste 15 jaar actief zijn en een breed en opwindend wetenschappelijk programma uitvoeren.
Professor Ian Shipsey, hoofd deeltjesfysica in Oxford, zei:'Neutrino's zijn het op één na meest voorkomende deeltje in het universum en toch weten we tegenwoordig meer over het recent ontdekte Higgs-deeltje dan over neutrino's. Veel van wat we wel weten, echter, is jarenlang nauwgezet in elkaar gezet in zeer slimme neutrino-experimenten waarin natuurkundigen uit Oxford een leidende rol hebben gespeeld.
'Ik ben verheugd dat de overeenkomst die zojuist tussen de VS en het VK is ondertekend, veel Britse natuurkundigen, waaronder mijn briljante Oxford-collega's en neutrino-experts professor Giles Barr en professor Alfons Weber, in staat zal stellen meer te leren over neutrino's door deel te nemen aan wat aantoonbaar het meest ambitieuze experiment ooit opgezet om ze te bestuderen'.
Prof. Alfons Weber, de Britse hoofdonderzoeker van het project, zei:'Dit is een droom die uitkomt. We hebben de afgelopen jaren hard gewerkt om de technieken te ontwikkelen die nodig zijn om dit experiment te kunnen bouwen. Onze partners in het noorden hebben zich geconcentreerd op de uitleesstructuren, terwijl wij in Oxford het voortouw hebben genomen bij de ontwikkeling van het data-acquisitiesysteem.
'We hebben een uitstekend team dat met innovatieve oplossingen kwam. Deze detectoren moeten enorm zijn, omdat neutrino's zo zelden interactie hebben. U moet de kosten optimaliseren zodat we de grootst mogelijke detector kunnen bouwen, maar tegelijkertijd moet het gevoelig genoeg zijn om deze zwakke interacties nog te kunnen meten. Ik organiseer nu een ontwerpstudie om de nabije detector te specificeren, dat is een essentieel hulpmiddel om de neutrinobundel en interacties te karakteriseren.'
Prof. Giles Barr heeft de afgelopen vier jaar de ontwerpgroep voor data-acquisitie van het internationale project geleid. Onder zijn leiding, de samenwerking heeft de concepten ontwikkeld om de grote dataset uit deze 70, 000 ton detector. Hij heeft toezicht gehouden op de eerste implementatie en tests en is nu nauw betrokken bij de inbedrijfstelling van het nieuwste prototype op ware grootte op een teststraal bij CERN. In een commentaar op zijn rol in het experiment, hij zei:'Het is opwindend om te werken met mensen, zowel lokaal als internationaal, die de expertise en verbeeldingskracht hebben om de maximale prestaties uit een aantal zeer hi-tech te persen, moderne elektronische componenten.
'De detector zal meer dan 20 jaar lang elke seconde meer dan een TeraByte aan onbewerkte gegevens genereren en het is onze taak om de delen van de gegevens te vinden en te bewaren die laten zien dat de neutrino's in de detector op elkaar inwerken - 'de naald in de hooiberg'.
De Britse onderzoeksgemeenschap levert al een belangrijke bijdrage aan de DUNE-samenwerking, met 14 Britse universiteiten en twee STFC-laboratoria die essentiële expertise en componenten leveren aan het experiment en de faciliteit. Dit varieert van het doel voor de productie van krachtige neutrino's, de uitleesvlakken en data-acquisitiesystemen naar de reconstructiesoftware.
Een aspect waar DUNE-wetenschappers naar zullen zoeken, zijn de verschillen in gedrag tussen neutrino's en hun antimaterie-tegenhangers, antineutrino's, die ons aanwijzingen zouden kunnen geven waarom we in een door materie gedomineerd universum leven – met andere woorden, waarom we hier allemaal zijn, in plaats van vlak na de oerknal te zijn vernietigd. DUNE zal ook kijken naar neutrino's die worden geproduceerd wanneer een ster explodeert, die de vorming van neutronensterren en zwarte gaten zou kunnen onthullen, en zal onderzoeken of protonen eeuwig leven of uiteindelijk vervallen, brengt ons dichter bij de vervulling van Einsteins droom van een grootse verenigde theorie.
Het DUNE-experiment zal studenten en jonge wetenschappers van over de hele wereld aantrekken, helpen om de volgende generatie leiders in het veld te koesteren en het hoogopgeleide wetenschappelijke personeel wereldwijd te behouden.
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com