ENGINEERINGNET.BE - Het 2×2 prototype bestaat uit vier modules met vloeibare argon. Als neutrino’s deze argon passeren, kunnen ze interacties aangaan met argondeeltjes, en dat is te meten.
In het uiteindelijke ontwerp van de DUNE near detector zullen 35 vloeibare argonmodules zitten, allemaal groter dan het prototype.
“Er zijn enorm veel systemen die allemaal samen moeten werken", aldus Nikhef-promovenda Marjolein van Nuland-Troost.
"En dat op de millimeter en nanoseconde nauwkeurig, in vloeibare argon, bij een temperatuur van -186 graden Celsius, in een sterk elektrisch veld. Heel mooi om te zien dat het dan toch allemaal samenkomt.”
Nu deze stap is gezet en data zijn verzameld, begint verdere analyse, onder meer om te weten te komen of er verbeteringen nodig zijn aan de detector.
“Daarnaast wordt gewerkt aan een prototype van het uiteindelijke formaat. Want ook een kleine schaalverandering kan onverwachte gevolgen hebben en moet van tevoren worden getest.”
Het DUNE-experiment moet in 2028 operationeel zijn. Het idee is dat een versneller bij Fermilab neutrinodeeltjes produceert die dwars door de aarde heenvliegen. Vlakbij deze versneller in Illinois staat dan de ondergrondse near detector die de neutrinobundels aan het begin van de reis karakteriseert.
1300 kilometer verderop, bij de Sanford Underground Research Facility in South Dakota, staat de far detector, ook onder de grond.
Door de neutrinodeeltjes voor en na de reis te bestuderen, willen wetenschappers meer leren over het veranderen van de deeltjes, mogelijk nieuwe deeltjes en andere subatomaire verschijnselen.
Bij het DUNE-experiment botst er af en toe een neutrino met een argondeeltje. Deze interactie produceert andere deeltjes, waarvan een deel geladen is. Als die geladen deeltjes op hun beurt door de argon vliegen, laten ze een spoor van elektronen achter.
Die elektronen zijn te verzamelen met behulp van een elektrisch veld, en daarmee kan een afbeelding gemaakt worden van de reactieproducten. Zo kunnen wetenschappers meer leren over de neutrino’s en hun interactie.
De eigenschappen van neutrino’s zijn nog altijd raadselachtig: zo zijn hun massa’s en massaverhoudingen niet goed bekend. Ze vormen wel een essentieel onderdeel van het Standaardmodel van de deeltjesfysica. Meer weten over neutrino’s is dus een belangrijke schakel om de materie en krachten in het universum beter te begrijpen.
Aan het DUNE-project nemen 200 instellingen in 36 landen deel, waaronder ook onderzoekers van het Nederlandse Nikhef. Nikhef is al langer nauw betrokken bij ProtoDUNE, een voorbereidend project op CERN in Genève.
