Как провести международный физический эксперимент

Однажды в конце сентября в высотном здании лаборатории Дарсбери в Великобритании Джеремайя Хольцбауэр столкнулся с проблемой: галлоны воды из ночного ливня неожиданно собрались в подъемных карманах 14-тонного бетонного блока. он отвечал за дорогу из Чикаго в Дарсбери и обратно. Судя по всему, два перекрывающихся брезента, использованных для покрытия специальной транспортной рамы блока, оказались недостаточной защитой от непогоды.

У команды лаборатории Дарсбери был один день, чтобы разобрать каркас, проверить его состояние и состояние бетонного груза, затем собрать все это заново и отправить обратно в Чикаго. Если дождь прошел во время первого этапа путешествия, Хольцбауэр хотел посмотреть, повторится ли он снова во время возвращения, но сначала ему нужно было слить дождевую воду. У него не было под рукой ничего, что могло бы вытащить блок, кроме маленькой чашки. Вот что он использовал.

К счастью и по иронии судьбы, Хольцбауэр и его команда находились в середине «сухого» запуска — испытания транспортной системы, которую они будут использовать для доставки массивных, но хрупких криомодулей из лаборатории Дарсбери в Национальную ускорительную лабораторию Ферми Министерства энергетики США. пригород Чикаго в США. Там они будут использованы в новом ускорителе частиц, который станет основой огромного эксперимента с нейтрино.

Бетонный блок имел размеры, вес и точки крепления настоящего криомодуля; каждый из них имеет длину 10 метров и весит 27 500 фунтов или 12 500 килограммов. Команда перевозила его, чтобы проверить, насколько хорошо построенная ими рама защитит груз от ударов, ударов… и непогоды.

Транспортные испытания — это лишь часть логистики, необходимой для крупных международных экспериментов по физике элементарных частиц.

Криомодули будут использованы для строительства нового ускорителя частиц длиной 215 метров в Фермилабе в рамках проекта Proton Improvement Plan II, или PIP-II. Два разных типа криомодулей будут предоставлены партнерами PIP-II в Великобритании и Франции.

PIP-II — первый ускоритель частиц, построенный в США при значительном вкладе международных партнеров. Учреждения из Франции, Индии, Италии и Польши также поставляют компоненты, в том числе сверхпроводящие резонаторы, электромагниты, радиочастотные источники энергии и компоненты криомодулей. Кроме того, все партнерские учреждения вносят свой вклад в проектирование, технологии и транспортировку в PIP-II.

«Это настолько грандиозно, насколько это возможно», — говорит Хольцбауэр, менеджер по транспортировке PIP-II в Fermilab. «Это на порядок сложнее, чем большинство других проектов, с точки зрения логистики, потому что вы осуществляете перевозки между Индией, ЕС и Великобританией. разнообразие оборудования весьма существенно».

Хольцбауэр не ожидал, что во время испытаний на транспортировку ему придется пройти упражнение по вытеснению воды. Но он будет знать, как защититься от этого, когда будет координировать реальный шаг: он заменяет двойной брезент одинарным чехлом, изготовленным на заказ.

Хольцбауэр занимается инженерной частью транспортировки, а повседневную логистику координирует менеджер по логистике PIP-II в Fermilab Брайан Нисман.

Нисман наблюдает за всеми деталями PIP-II, поступающими в лабораторию и вывозимыми из нее. Большинство завершенных компонентов прибудут в Фермилабораторию в период с 2024 по 2028 год, но, как показывает транспортная рама криомодуля, команда PIP-II уже готовится, проводя транспортные испытания для некоторых более крупных и необычных компонентов.

Пучок частиц, созданный с помощью PIP-II, будет отправлен на расстояние 800 миль через Землю в Глубокий подземный эксперимент с нейтрино, или DUNE, который будет включать в себя огромный детектор, находящийся на глубине 1,5 километров под землей в Подземном исследовательском центре Сэнфорда, или SURF, в Южной Дакоте. DUNE станет самым комплексным нейтринным экспериментом в мире, когда он начнет действовать в 2028 году. Ученые DUNE будут использовать данные о столкновениях нейтрино, чтобы попытаться выяснить, почему во Вселенной доминирует материя, помимо других научных целей.