Παρουσίαση:Ο δακτύλιος Muon g–2 κάνει τα τελευταία βήματα για το νέο σπίτι

Παράλειψη παρουσίασης Ο δακτύλιος Muon g-2 ξεκίνησε τη ζωή του στο Εθνικό Εργαστήριο Brookhaven στο Άπτον της Νέας Υόρκης, όπου ήταν μέρος ενός πειράματος που διεξήχθη από το 1999 έως το 2001. Το έργο παρήγαγε δελεαστικές ενδείξεις νέας φυσικής, αλλά σίγουρα, επιστήμονες Χρειάστηκε να επαναληφθεί το πείραμα Brookhaven National Laboratory Η ομάδα αποφάσισε να μεταφέρει το Muon g–2 στο Εθνικό Εργαστήριο Επιταχυντή Fermi (Fermilab) στη Μπαταβία του Ιλινόις. Όμως ήξεραν ότι δεν θα μπορούσαν χωρίς τον ευαίσθητο δακτύλιο αποθήκευσης του πειράματος, ο οποίος ήταν ικανός να παράγει ένα εξαιρετικά ομοιόμορφο μαγνητικό πύρινο Εθνικό Εργαστήριο Brookhaven. Η κατασκευή ενός νέου δακτυλίου στο Fermilab θα κόστιζε 25 εκατομμύρια δολάρια, ενώ η μετακίνηση του υπάρχοντος από το Brookhaven κόστισε 3 εκατομμύρια δολάρια . Η εταιρεία μεταφορών βαρέων αποστάσεων Emmert International σχεδίασε ένα εξάρτημα μεταφοράς 40 τόνων για να κρατά σταθερό το δαχτυλίδι κατά τη διάρκεια του ταξιδιού του. Εθνικό Εργαστήριο Brookhaven Το δαχτυλίδι έφυγε από το Brookhaven τις πρώτες πρωινές ώρες της 24ης Ιουνίου 2013, ταξιδεύοντας με φορτηγό στο πάρκο William Floyd του Λονγκ Άιλαντ προς τη μαρίνα Smith Point. Brookhaven National Laboratory Στη μαρίνα, κατέβηκε με γερανό σε μια φορτηγίδα αναμονής. Θα μεταφερόταν με βάρκα στις ακτές του Ατλαντικού, γύρω από τη Φλόριντα και πάνω από τρία ποτάμια στο Ιλινόις. Εθνικό Εργαστήριο Brookhaven Αφού περίμενε μια καταιγίδα κοντά στο Norfolk της Βιρτζίνια, το δαχτυλίδι έφτασε με ασφάλεια στο Tennessee-Tombigbee Waterway βόρεια του Mobile, στην Αλαμπάμα. Darin Clifton/Ceres Barge Το δαχτυλίδι πέρασε την αψίδα του Σεντ Λούις καθώς ταξίδευε στο Μιζούρι. Fermilab Μόλις έφτασε στο Lemont του Ιλινόις, το δαχτυλίδι φορτώθηκε ξανά σε ένα φορτηγό για ένα ταξίδι 3 διανυκτερεύσεων σε κλειστούς δρόμους προς το Fermilab. Οι Fermilab Spectators βγήκαν για να δουν το δαχτυλίδι σε πολλά σημεία κατά τη διάρκεια του ταξιδιού του ενός μήνα. Πολλοί συνέκριναν το θέαμα με ένα UFO. Fermilab Τρεις χιλιάδες άνθρωποι βρέθηκαν για να δουν το δαχτυλίδι να φτάνει στο Fermilab στις 26 Ιουλίου 2013. Είχε διανύσει 5000 χιλιόμετρα από ξηρά, θάλασσα και ποτάμι. Η Fermilab Fermilab πέρασε τον επόμενο χρόνο χτίζοντας ένα νέο σπίτι για το δαχτυλίδι. Τελικά μετακόμισε την Τετάρτη, 30 Ιουλίου 2014. Το Fermilab Τους επόμενους 6 μήνες, οι φυσικοί θα ψύξουν τον δακτύλιο σε υπεραγώγιμες θερμοκρασίες και θα δοκιμάσουν το μαγνητικό του πεδίο. Μέχρι τότε, δεν μπορούν να είναι σίγουροι αν το ευαίσθητο δαχτυλίδι επέζησε του ταξιδιού ανέπαφο. Η ομάδα ελπίζει να ξεκινήσει τη λήψη δεδομένων τον Μάρτιο του 2017. Fermilab

Πριν από λίγο περισσότερο από 1 χρόνο, ο αποθηκευτικός δακτύλιος Muon g–2 (προφέρεται "g μείον δύο") ξεκίνησε ένα επικό ταξίδι. Ξεκινώντας από το Εθνικό Εργαστήριο Brookhaven στο Άπτον της Νέας Υόρκης, ταξίδεψε 5000 χιλιόμετρα κάτω από την ακτή του Ατλαντικού, πάνω από τρία ποτάμια και διασχίζοντας αρκετούς αυτοκινητόδρομους για να φτάσει στο νέο του σπίτι στο Εθνικό Εργαστήριο Επιταχυντή Fermi (Fermilab) στη Μπαταβία του Ιλινόις. Ο δακτύλιος είναι ένα βασικό μέρος ενός πειράματος για τη μέτρηση μιας ιδιότητας που ονομάζεται μαγνητική ροπή σε μιόνια, πολύ βαρύτερα υποατομικά σωματίδια συγγενείς των ηλεκτρονίων. Οι επιστήμονες είδαν δελεαστικές ενδείξεις νέας φυσικής κατά την πρώτη διαδρομή του Muon g-2 στο Brookhaven από το 1999 έως το 2001. Αλλά για να είμαστε σίγουροι, πρέπει να εκτελέσουν ξανά το πείραμα με την πιο ισχυρή δέσμη μιονίων του Fermilab - γι' αυτό και μετακίνησαν τα 15 μέτρα. φαρδύς δακτύλιος στη μέση της χώρας με φορτηγό και φορτηγίδα. Επιστήμη συνομιλεί με τον Chris Polly, τον project manager του Muon g–2, για μερικά από τα κυριότερα σημεία του ταξιδιού και για το τι επιφυλάσσει το δαχτυλίδι στο νέο του σπίτι. Για περισσότερα σχετικά με το ταξίδι του Muon g–2, ρίξτε μια ματιά στην παραπάνω παρουσίαση.

Ε:Τι συνέβη στο Fermilab από τότε που έφτασε το δαχτυλίδι πέρυσι;

Α: Από τότε που το δαχτυλίδι έφτασε εδώ, κατασκευάζουμε το νέο σπίτι για τον μαγνήτη. Χρειάζεται ένα κτίριο με πολύ ιδιαίτερες απαιτήσεις θερμοκρασίας και σταθερότητας δαπέδου, και δεν υπήρχε κανένα μέρος εδώ που να το φιλοξενεί. Μετά την επιτυχή μεταφορά του δακτυλίου, οι εργασίες για την κατασκευή της πειραματικής αίθουσας ξεκίνησαν στο 100%.

Μόλις την περασμένη εβδομάδα, βγάλαμε τον μαγνήτη για άλλη μια φορά. Είχαμε την [εταιρεία μεταφοράς] Emmert International να βγει και να μας βοηθήσει στο τελευταίο σκέλος του ταξιδιού. Το έφεραν έξω το πρωί του Σαββάτου γύρω στις 8:00 και ρυμούλκησαν το δαχτυλίδι περίπου ένα μίλι στο νέο κτίριο.

Μετά, φυσικά, χρειάστηκε να το βάλουν στο κτίριο. Ήμασταν αρκετά έξυπνοι για να θυμηθούμε να σχεδιάσουμε μια τρύπα αρκετά μεγάλη ώστε να χωράει. Δεν υπάρχει πόρτα που θα μπορούσατε να φτιάξετε που να το χωράει, αφού έχει πλάτος 15 μέτρα. Έμοιαζε με ένα γιγάντιο CD player, όταν ολόκληρο το δαχτυλίδι γλίστρησε στο πλάι του κτιρίου σε ένα σιδηροδρομικό σύστημα. Στο εσωτερικό, εξακολουθεί να φαίνεται ότι ο δακτύλιος αιωρείται, επειδή βρίσκεται σε κάποια σκαλωσιά καθώς το κατεβάζουν αργά στο πειραματικό δάπεδο, το οποίο είναι περίπου 5 μέτρα κάτω από το επίπεδο του εδάφους.

Ε:Ποιο ήταν το πιο δύσκολο μέρος της διαδικασίας μετακίνησης;

Α: Από την άποψή μου, ένα από τα δύσκολα κομμάτια ήταν η εύρεση του κατάλληλου πωλητή για τη δουλειά:μια εταιρεία μεταφορών που θα μπορούσε να μετακινήσει με ασφάλεια αυτόν τον μαγνήτη και θα είχε τις απαραίτητες πολιτικές δεξιότητες για όλα τα εμπόδια όταν πρόκειται να προσπαθήσει να μετακινήσει ένα 50 ποδιών- ευρύ πράγμα μέσα από περιοχές όπου τίποτα τόσο μεγάλο δεν έχει μεταφερθεί ποτέ πριν. Αυτό ήταν πολύ δύσκολο, αλλά το Emmert International ήταν φανταστικό να συνεργαστείς. Στην πραγματικότητα, θα συναντήσουμε το πλήρωμά τους στο μπαρ σε περίπου 2 ώρες για μια μπύρα.

Ε:Ποια ήταν η πιο τρομακτική στιγμή;

Α: Όταν η φορτηγίδα ανέβαινε στο Cape Hatteras, ξέσπασε μια καταιγίδα και τα δεδομένα των κυμάτων άρχισαν να γίνονται όλο και μεγαλύτερα και μεγαλύτερα. Και είμαστε σαν, "Ω, φίλε." Το Cape Hatteras είναι γνωστό ως νεκροταφείο ναυτιλίας. Έτσι, πήραμε την απόφαση να ανεβούμε στο Νόρφολκ και να περιμένουμε την καταιγίδα πριν συνεχίσουμε.

Ε:Το πιο συναρπαστικό;

Α: Πραγματικά η πιο συναρπαστική στιγμή μακράν ήταν η υποδοχή που δέχτηκε το δαχτυλίδι όταν έφτασε στο Fermilab. Καλέσαμε το κοινό να βγει και να το δει όταν φτάσει. Τρεις χιλιάδες άνθρωποι εμφανίστηκαν. Το εργαστήριο έπρεπε τελικά να κλείσει τις πύλες γιατί δεν υπήρχε άλλος χώρος. Το να κυλάει το δαχτυλίδι δίπλα στις ανακλαστικές λιμνούλες του Fermilab και ένα πλήθος 3000 ατόμων να ζητωκραυγάζει — δεν ξέρω πώς θα ανταγωνιστούμε ποτέ εκείνη τη στιγμή σε ένα επιστημονικό πείραμα, ήταν απλά καταπληκτικό.

Ε:Το δαχτυλίδι είναι τόσο λεπτό. Γνωρίζετε ακόμα αν όλα τα συστήματά του επέζησαν από το ταξίδι;

Α: Έχουμε κάνει όλες τις δοκιμές που μπορούμε στο δαχτυλίδι όσο είναι ζεστό και δεν είναι συνδεδεμένο με κρυογονικό φυτό. Μπορείτε να μετρήσετε τις ηλεκτρικές αντιστάσεις, να βάλετε τάση σε αυτό, να βεβαιωθείτε ότι δεν διαρρέει ρεύμα, να ελέγξετε τα συστήματα σωληνώσεων που θα συγκρατούν υγρό ήλιο για να βεβαιωθείτε ότι είναι άθικτα. Έχουμε κάνει όλες αυτές τις βασικές δοκιμές και όλα φαίνονται καλά μέχρι στιγμής.

Αλλά αυτός είναι ένας υπεραγώγιμος μαγνήτης και για να λειτουργήσει, πρέπει να ψυχθεί σε θερμοκρασίες υγρού ηλίου. Αυτό είναι το όνομα του παιχνιδιού για τους επόμενους 6 μήνες. Θα προσπαθήσουμε γρήγορα να κατασκευάσουμε τα υπεραγώγιμα συστήματα και να συνδέσουμε τα κρυογονικά καλώδια και να θέσουμε σε λειτουργία το τροφοδοτικό, ώστε να μπορούμε να κάνουμε την απόλυτη δοκιμή, που είναι η ψύξη και η τροφοδοσία του μαγνήτη.

Ε:Πότε θα ξεκινήσει η εκτέλεση του πειράματος;

Α: Μπορείτε να κρυώσετε σε περίπου 6 ή 7 μήνες. Αλλά δεν είναι μόνο αρκετά καλό για να έχουμε ένα αρκετά ισχυρό μαγνητικό πεδίο. Πρέπει επίσης να είναι ένα εξαιρετικά ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο. Έτσι, αφού τροφοδοτηθεί ο μαγνήτης, ξεκινά αμέσως μια φάση όπου περνάμε 9 μήνες έως ένα χρόνο αλλάζοντας επαναλαμβανόμενα μικρά κομμάτια χάλυβα, προσθέτοντας μικρά κομμάτια σύρματος με ρεύματα που τα διαρρέουν, όπου προσπαθούμε αποτελεσματικά να "σκουπίσουμε" το μαγνητικό πεδίο- εφαρμόζοντας διορθώσεις για να γίνει πολύ, πολύ ομοιόμορφο.

Και τότε πρέπει ακόμα να μπορείτε να δείτε τα μιόνια με κάποιο τρόπο. Δεν είναι ορατά με γυμνό μάτι ή οτιδήποτε άλλο—χρειάζεται ένα πολύ εξελιγμένο σύνολο ανιχνευτών και ηλεκτρονικών ειδών και ένα σύστημα απόκτησης δεδομένων. Υπάρχουν πολλά στο πείραμα πέρα ​​από τον μαγνήτη. Έτσι όλα αυτά τα συστήματα ετοιμάζονται.

Μέχρι να ολοκληρωθούν όλα αυτά, απέχουν ακόμη περίπου 2, 2 και μισό χρόνια από το σημείο που βρισκόμαστε σήμερα. Η τρέχουσα ημερομηνία έναρξης είναι ο Μάρτιος του 2017, αλλά ελπίζουμε ότι υπάρχουν μερικά κόλπα που μπορούμε να παίξουμε στην πορεία που μπορεί να το κάνουν να πάει λίγο πιο γρήγορα. Φυσικά, ποτέ δεν ξέρεις—είναι επιστήμη.