การเติมอาร์กอนของ ProtoDUNE ถือเป็นก้าวสำคัญสู่การวิจัยนิวตริโนในยุคต่อไป

การเติมอาร์กอนของ ProtoDUNE กำลังดำเนินการอยู่
ProtoDUNE เริ่มเติมอาร์กอนเหลว เครดิต: เซิร์น

แพลตฟอร์มนิวตริโนของ CERN เป็นที่ตั้งของต้นแบบของการทดลองนิวตริโนใต้ดินลึก (DUNE) ที่รู้จักกันในชื่อ ProtoDUNE ซึ่งออกแบบมาเพื่อทดสอบและตรวจสอบความถูกต้องของเทคโนโลยีที่จะนำไปใช้กับการสร้างการทดลอง DUNE ในสหรัฐอเมริกา

เมื่อเร็วๆ นี้ ProtoDUNE ได้เข้าสู่ขั้นตอนสำคัญ นั่นคือการเติมอาร์กอนเหลวลงในเครื่องตรวจจับอนุภาคหนึ่งในสองเครื่อง การเติมเครื่องตรวจจับดังกล่าวจะใช้เวลาเกือบสองเดือน เนื่องจากห้องนี้มีขนาดมหึมา ซึ่งเกือบจะมีขนาดเท่ากับอาคารสามชั้น เครื่องตรวจจับที่สองของ ProtoDUNE จะถูกเติมเต็มในฤดูใบไม้ร่วง

ProtoDUNE จะใช้ลำแสงโปรตอนจาก Super Proton Synchrotron เพื่อทดสอบการตรวจจับอนุภาคที่มีประจุ เครื่องตรวจจับที่เต็มไปด้วยอาร์กอนนี้จะมีความสำคัญอย่างยิ่งในการทดสอบการตอบสนองของเครื่องตรวจจับสำหรับการวิจัยนิวตริโนยุคต่อไป อาร์กอนเหลวถูกนำมาใช้ใน DUNE เนื่องจากมีลักษณะเฉื่อย ซึ่งทำให้เกิดสภาพแวดล้อมที่สะอาดเพื่อการวัดที่แม่นยำ

เมื่อนิวตริโนทำปฏิกิริยากับอาร์กอน จะก่อให้เกิดอนุภาคที่มีประจุซึ่งทำให้อะตอมแตกตัว ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจจับและศึกษาปฏิกิริยาระหว่างนิวตริโนได้ นอกจากนี้ ความหนาแน่นของอาร์กอนเหลวและแสงแวววาวที่สูงช่วยเพิ่มการตรวจจับปฏิกิริยาเหล่านี้ ทำให้เป็นสื่อในอุดมคติสำหรับการทดลองนิวตริโน






เครดิต: เซิร์น

สิ่งที่น่าสนใจคือภายในของเครื่องตรวจจับที่บรรจุบางส่วนจะปรากฏเป็นสีเขียวแทนที่จะเป็นสีทองตามปกติ เนื่องจากเมื่อแสง LED ปกติสะท้อนอยู่ภายในตู้แช่แข็งที่เป็นโลหะ แสงจะเดินทางผ่านอาร์กอนเหลว และความยาวคลื่นของโฟตอนจะเปลี่ยนไป ทำให้เกิดเอฟเฟกต์สีเขียวที่มองเห็นได้

เครื่องตรวจจับระยะไกล DUNE ซึ่งจะใหญ่กว่า protoDUNE ประมาณ 20 เท่า กำลังถูกสร้างขึ้นในสหรัฐอเมริกา DUNE จะส่งลำแสงนิวตริโนจาก Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) ใกล้ชิคาโก รัฐอิลลินอยส์ ในระยะทางกว่า 1,300 กิโลเมตรผ่านโลกไปยังเครื่องตรวจจับนิวตริโนซึ่งตั้งอยู่ใต้ดิน 1.5 กม. ที่ Sanford Underground Research Facility (SURF) ในแซนฟอร์ด เซาท์ดาโคตา