fbpx

Cercetătorii de la Universitatea din București contribuie la descifrarea misterelor neutrinilor în mega experimentul internațional DUNE

Cercetătorii de la Universitatea din București contribuie la descifrarea misterelor neutrinilor în mega experimentul internațional DUNE


Un grup de cadre didactice și studenți de la Facultatea de Fizică a Universității din București participă la implementarea proiectului DUNE – Deep Underground Neutrino Experiment, mega experimentul internațional de vârf, dedicat studierii neutrinilor și dezintegrării protonilor, în care sunt implicați peste 1000 de cercetători din 175 de instituții aflate în 32 de țări, la care se adaugă și Centrul European de Cercetări Nucleare – CERN de la Geneva.
Prof. univ. dr. Ionel Lazanu, prof. univ. dr. Alexandru Jipa, lect. univ. dr. Marius Călin, drd. Mihaela Pârvu și drd. Ana Chiriacescu sunt implicați în activităţi de simulare a interacţiilor neutrinilor cu nucleele de argon, contribuie la clarificarea mecanismelor fizice care au loc în evoluţia supernovelor, cât şi în probleme legate de fondul radioactiv natural şi indus în sistemul de detecţie. Aceștia au participat la montarea și testarea unor componente ale părţii electrice a unui detector de neutrini și contribuie la testarea acestuia, la achiziţia și analiza de date.
Echipa Facultății de Fizică a Universității din București a început activitatea instituţionalizată de cercetare în domeniul fizicii neutrinilor în 2008, când a fost admisă în programul FP7 LAGUNA continuat în 2011 cu FP7 LAGUNA/LAGUNA-LBNO – Design of a pan-European infrastructure for Large Apparatus for Grand Unification, Neutrino Astrophysics, and Long Baseline Neutrino Oscillations. Proiectul a implicat aproximativ 40 de beneficiari, compus din instituții academice din Bulgaria, Danemarca, Finlanda, Franța, Germania, Polonia, România, Spania, Elveția, Regatul Unit, Rusia, Japonia şi CERN, precum și parteneri industriali specializați în domeniul inginerie mecanică civilă și mecanica rocilor. Cu această ocazie a fost evaluată fezabilitatea mai multor locaţii posibile pentru noua generație de experimente subterane în Europa. Datorită acestor două colaborări, Laboratorul subteran de măsurări în fond radioactiv ultrascăzut din Mina Slănic – Prahova al Institutului de Fizică şi Inginerie Nucleară – Horia Hulubei, la care Universitatea din București este partener, a fost inclus între facilităţile europene apte să găzduiască experimente subterane de astrofizică. Ulterior, Universitatea din București a fost acceptată în colaborarea WA-105 de la CERN – Elveția, actualmente devenită NP-02/ProtoDUNE-DP.
„Suntem convinşi că aceasta activitate de pionierat pe care o desfăşurăm într-un domeniu de avangardă al ştiinţei va atrage interesul unui număr cât mai mare de tineri. Primele semne există și dacă aceştia vor da dovadă de pasiune, tenacitate, perseverenţă şi muncă susținută, sunt convins ca pot avea şansa să contribuie major la descifrarea tainelor naturii”. Prof. univ. dr. Ionel Lazanu
Experimentul Deep Underground Neutrino – DUNE
Proiectul DUNE utilizează doi detectori de neutrini plasați în subteran, pe direcţia celui mai intens fascicul de neutrini din lume. Un detector va înregistra interacțiunile particulelor în apropierea sursei şi va permite caracterizarea fascicului, la Fermi National Accelerator Laboratory din Batavia, Illinois. Celălalt detector, mult mai mare, constând în patru module (14 x 14,1 x 62) m3, va fi instalat la o adâncime de aproximativ 1,5 km în subteran, la Sanford Underground Research Facility în Lead, South Dakota, o distanță de 1.300 de kilometri faţă de sursa de neutrini. Acești detectori vor permite oamenilor de știință să caute noi fenomene subatomice și să transforme potențialul nostru de înțelegere a neutrinilor și a rolului lor în Univers.
Prototipurile de detectori pentru DUNE cu dimensini de circa (6x6x6) m3 sunt în construcție la Centrul European pentru Cercetări Nucleare, CERN, de la Geneva din Elveţia. Pentru primul prototip de acest fel s-au început măsurători de test, iar cel de-al doilea, construit după o altă tehnologie, este în faza finală de execuţie.
Imagine din interiorul prototipului de detector de 6x6x6 m3 în timpul instalării şi testării unor elemente electrice. În timpul funcţionării acesta va fi umplut cu argon în stare lichidă (la o temperatură de circa -190 0C) şi va opera ca detector de tip cameră cu proiecţie temporală. În fotografie apare una dintre doctorandele Facultăţii de Fizică care a participat la aceste operaţii.
Colaborarea DUNE este coordonată de Ştefan Söldner-Rembold, profesor de fizică la Universitatea din Manchester și Edward Blucher, profesor de fizică la Universitatea din Chicago. Întreaga structură organizatorică este un consorţiu cu grupuri de lucru și comitete pentru a asigura buna desfășurare a activităților, dezvoltarea detectorilor, a prototipurilor și coordonarea eficientă a relației dintre DUNE și LBNF, pe de o parte, şi CERN, pe de altă parte.
De ce este DUNE important?
Descoperirile din ultima jumătate de secol au pus neutrinii în lumina reflectoarelor pentru a obține răspunsuri la mai multe întrebări fundamentale despre natura materiei și despre evoluția Universului: De ce Universul este format din materie şi nu şi din antimaterie dacă acestea s-au produs iniţial în cantităţi egale? Protonii sunt particule cu adevărat stabile aşa cum considerăm în prezent sau nu? Cum se produce unificarea interacţiilor? Cum se formează stelele? Dar găurile negre?
Astfel, proiectul DUNE va folosi neutrinii pentru a încerca să obţină răspunsuri la cât mai multe dintre aceste probleme deschise ale fizicii moderne, la scara proceselor fundamentale. În acest demers, sistemul de accelerare de la Fermilab, Batavia, Chicago, va asigura producerea unui fascicul intens de neutrini şi toate sistemele de control şi monitorizare a parametrilor acestuia pentru desfășurarea experimentelor.
Pe lângă studiul aprofundat legat de proprietăţile neutrinilor şi de unificarea interacţiilor, detectorul DUNE a fost proiectat să înregistreze neutrinii care se formează la explozia stelelor de tip supernove, permițându-ne să explorăm ce se întâmplă atunci când o stea moare și colapsează într-o stea neutronică, putând surprinde chiar formarea găurilor negre. Cercetătorii din întreaga lume consideră obiectivele științifice ale proiectului LBNF/DUNE (Long Baseline Neutrino Facility) printre cele mai importante eforturi de cercetare în domeniul particulelor elementare, rivalizând cu descoperirile bosonului Higgs de la Large Hadron Collider (CERN), Europa, din 2012.
În cele ce urmează puteți viziona un material video despre sistemul de accelerare de la Fermilab, producerea neutrinilor, mişcarea lor prin stratul superior al scoarţei terestre (1.300 km) până la detectorul în care se vor produce ciocnirile acestora cu nucleele de argon şi vor fi generate particule de diverse feluri, a căror analiză va permite extragerea de informaţii noi despre fizica proceselor care au avut loc.
[embedyt] https://www.youtube.com/watch?v=AYtKcZMJ_4c[/embedyt]
(@Fermilab)
Ce sunt neutrinii?
Neutrinii sunt un tip de particule elementare care există peste tot în Univers. Suntem practic scufundaţi într-o „supă” de diferite tipuri de particule de dimensiuni imposibil de observat direct, dintre care neutrinii sunt cei mai numeroși. Materia, în forma pe care o cunoaştem astăzi este alcătuită din atomi, care la rândul lor conţin electroni, protoni şi neutroni, iar pentru fiecare proton de materie există circa 700 de milioane de neutrini.
Fără neutrini, Soarele nu ar fi strălucit, iar în Univers nu am avea elemente mai grele decât hidrogenul.
În Univers, neutrinii au apărut în momentele primordiale în care acesta s-a format și sunt produşi în soare, în procese care au loc în alte stele și apar în procese de dezintegrări nucleare (dezintegrări beta minus şi beta plus). De asemenea, aceştia sunt generaţi în mod obișnuit în acceleratoarele de particule prin reacții nucleare.
Deși,existenţa lor a fost postulată acum 88 de ani şi au fost observaţi în experimente în urmă cu 72 de ani, abia acum câțiva ani fizicienii au descoperit că aceştia au masă. Masa neutrinilor este foarte mică fiind mult mai ușori decât electronii. Deşi astăzi cunoaștem, la un nivel teoretic, extrem de multe lucruri despre neutrini, o parte dintre proprietăţile lor nu sunt încă cunoscute.
Neutrinii sunt împărțiți în trei categorii – „familii”, care corespund unor sarcini specifice sau „arome” asociate cu particulele pe care le produc atunci când interacționează sau cu dezintegrările în urma cărora au fost generaţi.
În prezent, au fost identificați neutrini electronici, miuonici şi taonici, asociaţi cu existenţa particulelor electron, muon și tauon. Experimentele efectuate în ultima jumătate de secol au arătat că neutrinii își schimbă aromele, transformându-se pe măsură ce călătoresc. Aceste descoperiri au condus la acordarea de premii Nobel recunoscându-se astfel contribuţiile remarcabile în înţelegerea proceselor fundamentale ale naturii.
Cum ne influențează aceste particule?
Dintotdeauna, organismele vii sunt bombardate de radiaţiile cosmice, dar şi de radiaţiile provenite din Pământ, iar aerul, apa şi alimentele conțin elemente radioactive. Suplimentar, apar surse de radiaţii provenite din energetica nucleară, armament, aplicaţii industriale, medicale etc. Astfel, organismele vii s-au adaptat să supravieţuiască la anumite nivele naturale de radiaţii.
Având în vedere faptul că neutrinii sunt extrem de abundenţi în natură, care este efectul datorat lor? Aceste particule nu au sarcină electrică și, în majoritatea cazurilor, trec prin atomii care alcătuiesc materia, interacționând foarte rar cu aceasta. Prin urmare, numai cei care interacţionează lasă energie în mediul străbătut, restul nu produc niciun efect, trecerea lor nu lasă nicio urmă, rămân „invizibili” și, practic, sunt inofensivi pentru noi sau alte organisme vii. Astfel, fluxul de neutrini solari, pentru noi pe Pământ, reprezintă aproximativ 65 de miliarde de neutrini pe fiecare centimetru pătrat, pe secundă. Asta înseamnă că în fiecare secundă corpul nostru este traversat de circa o mie de miliarde de neutrini, dintre care doar unul sau doi se vor opri în corp de-a lungul vieții noastre ca efect al interacțiilor.
Și bananele emit neutrini! Aceștia provenind din radioactivitatea naturală a potasiului din fruct.
Mai multe despre Proiectul DUNE – Deep Underground Neutrino Experiment găsiți aici:
http://www.dunescience.org/ 
http://neutrinos.fnal.gov/
http://lbnf.fnal.gov/faq.html

Acest site folosește cookie-uri pentru o mai bună experiență de vizitare. Prin continuarea navigării, ești de acord cu modul de utilizare a acestor informații.

Privacy Settings saved!
Privacy Settings

When you visit any web site, it may store or retrieve information on your browser, mostly in the form of cookies. Control your personal Cookie Services here.


Cine suntem
Site-ul este deținut și administrat de Universitatea din București cu sediul în Bulevardul Mihail Kogălniceanu 36-46, București. Pentru a urmări mai ușor informațiile, trebuie să știţi că ne putem referi la instituția noastră folosind termenii „Universitatea din București”, „nouă”, „nostru” etc, iar la tine, ca utilizator și vizitator al site-ului, folosind termenii „utilizator”, „dumneavoastră”, etc. Această politică descrie informațiile pe care le colectăm atunci când vizitați www.unibuc.ro. Prin utilizarea acestui site web, sunteți de acord cu colectarea și utilizarea informațiilor dumneavoastră personale (în cazul în care acestea sunt furnizate) în conformitate cu această politică. Site-ul poate conține legături către și de pe site-uri web. Dacă urmați un link către oricare dintre aceste site-uri web, rețineți că acestea au propriile politici de confidențialitate. Universitatea București nu are nicio responsabilitate sau răspundere pentru aceste politici sau modul în care aceste site-uri web își gestionează datele. Verificați aceste politici înainte de a trimite orice informații personale acestor site-uri.
Informațiile colectate şi durata de stocare
În cazul în care utilizați site-ul nostru, vom colecta și procesa următoarele date personale despre dumneavoastră:
  • Informații pe care ni le oferiți atunci când completați un formular web sau solicitați trimiterea newsletter-ului. Informațiile pe care ni le furnizați pot include numele, adresa de e-mail, numărul de telefon, etc.
  • Informatiile pe care ni le oferiti in formularul de solicitare de informatii publice (ex. nume, prenume, e-mail) sunt colectate conform Legii nr. 544/2001
  • Informații pe care le colectăm despre dumneavoastră, prin intermediul fişierelor cookie pe care le folosim, în momentul în care accesați site-ul nostru. Pentru detalii suplimentare, consultați informarea privind cookie-urile.
Stocarea datelor de natură personală se realizează pe servere situate în România, atâta timp cât avem consimțămȃntul dumneavoastră.
Cum utilizăm datele personale pe care le furnizați sau le colectăm
Folosim datele personale despre dumneavoastră în următoarele moduri:
  • datele personale furnizate de dumneavoastră prin formularele noastre web vor fi folosite în scopul procesării cererilor dumneavoastră. Prin trimiterea solicitării sunteți de acord cu prelucrarea datelor dumneavoastră de către Universitatea din București.
  • în cazul în care sunteți de acord cu primirea de informații prin newsletter, vă vom trimite noutǎți despre următoarele subiecte:
  • informații despre evenimentele şi activităţile organizate în cadrul Universităţii din Bucureşti
  • informațiile tehnice pe care le colectăm prin utilizarea cookie-urilor vor fi utilizate în scopurile stabilite în “Informarea privind cookie-urile”.
Transferuri internaționale
În vederea oferirii serviciului de newsletter, datele dumneavoastră de identificare și contact sunt transmise către MailerLite, cu sediul în Lituania. Detalii privind măsurile de protectie a datelor adoptate de către MailerLite se găsesc la adresa https://www.mailerlite.com/terms-of-service  şi pe site-ul https://www.privacyshield.gov/welcome Site-ul nostru web utilizează Google Analytics, un serviciu pentru analiza web, precum şi Google Adwords, furnizate de Google. Google Analytics utilizează fișiere de tip cookie pentru a ajuta un anumit site web să analizeze modul în care utilizați respectivul site web. Informațiile generate de fișierele de tip cookie cu privire la utilizarea de către dumneavoastră a site-ului web vor fi transmise și stocate de Google pe servere care pot fi localizate în UE, SEE şi/sau Statele Unite. Google va utiliza aceste informații în scopul evaluării utilizării de către dumneavoastră a site-ului web, elaborând rapoarte cu privire la activitatea site-ului web și furnizând alte servicii referitoare la activitatea site-ului web și la utilizarea internetului. De asemenea, Google poate transfera aceste informații către terți în cazul în care are această obligaţie conform legii sau în cazul în care acești terți prelucrează informațiile în numele Google. Google nu va asocia adresa dumneavoastră IP cu alte date deținute de Google. Informații detaliate cu privire la Google și protecția datelor cu caracter personal (inclusiv modul în care puteți controla informațiile trimise către Google) pot fi găsite la: https://policies.google.com/privacy/partners. Din site-ul nostru web puteţi să distribuiţi un articol utilizând un buton de distribuire în reţelele de socializare (de exemplu: Facebook, Twitter, Youtube). Informații detaliate cu privire la protecția datelor cu caracter personal oferită de aceste organizatii pot fi gasite la adresele: https://www.facebook.com/policy.php https://twitter.com/en/privacy https://www.youtube.com/yt/about/policies/#community-guidelines
Accesați datele dumneavoastră personale
Aveți dreptul să cereți o copie a informațiilor deținute de noi  prin formularea unei solicitări de acces. Pentru a solicita o copie a datelor deținute despre dumneavoastră sau pentru a vă actualiza informațiile, contactați Universitatea din București la adresa de e-mail dpo@unibuc.ro. Datele de natură personală deținute de către Universitatea din București sunt supuse condițiilor din Regulamentul UE 679/2016 care oferă persoanelor vizate dreptul de acces la toate tipurile de informații înregistrate, deținute de operatorul de date, sub rezerva anumitor limitări.
Drepturile persoanei vizate
Conform Regulamentului 679/2016 - GDPR, aveţi dreptul de a solicita Universitaţii din București, în calitate de operator de date de natură personală, rectificarea, ştergerea sau restricţionarea prelucrării datelor personale referitoare la dumneavoastră. De asemenea, aveţi dreptului de a vă retrage consimţământul în orice moment, fără a afecta legalitatea prelucrării efectuate pe baza acestuia, înainte de retragere. Dacă nu mai doriți să primiți newsletter-ul, vă puteţi dezabona prin trimiterea unui e-mail la adresa contact@pr.unibuc.ro sau prin folosirea linkului de dezabonare din cadrul newsletter-ului.
Dreptul de a depune o plângere în faţa Autorităţii de supraveghere
Conform Regulamentului 679 /2016 - GDPR, aveți dreptul de a depune o plângere la Autoritatea Naţională de Supraveghere a Prelucrării Datelor cu Caracter Personal. Mai multe detalii se pot obține accesȃnd adresa http://www.dataprotection.ro/.
  • _ga
  • _gid
  • _gat

Decline all Services
Accept all Services