Air Products fornirà un sistema di refrigerazione per la liquefazione dell'azoto a uno dei più grandi esperimenti di fisica al mondo che studia le origini dell'Universo

Air Products firma un contratto con Fermi Research Alliance LLC, un laboratorio nazionale del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, per un progetto pluriennale in corso presso il Deep Underground Neutrino Experiment nel South Dakota

LEHIGH VALLEY, Pennsylvania, 19 luglio 2023 /PRNewswire/ -- Non con un big bang ma con un tratto silenzioso di penna, i rappresentanti di Air Products e Fermi Research Alliance LLC (FRA), che gestisce e gestisce il DOE statunitense Fermi Il National Accelerator Laboratory, noto come Fermilab, ha firmato un contratto con Air Products per la fornitura di un pacchetto personalizzato di apparecchiature per la liquefazione dell'azoto a supporto della ricerca dell'esperimento Deep Underground Neutrino, DUNE.

L'esperimento DUNE avrà luogo a più di un miglio sotto la superficie delle Black Hills del South Dakota, situate presso il Sanford Underground Research Facility (SURF) e nel campus di ricerca del Fermilab in Illinois. Il Fermilab, con sede negli Stati Uniti, sta guidando la partecipazione di 35 paesi al progetto DUNE.

"Air Products è entusiasta di portare la nostra esperienza e la nostra tecnologia avanzata nel settore dei gas industriali per aiutare DUNE in questo importante lavoro", ha affermato il Dott. Samir J. Serhan, Direttore operativo di Air Products. "Gli ingegneri di Air Products hanno sviluppato una soluzione innovativa che incorpora diverse parti della nostra attività per creare un sistema di refrigerazione ad azoto che verrà trasportato in profondità nel sottosuolo e assemblato in modo modulare nelle caverne sotterranee del sito SURF."

Ecco come Air Products contribuisce all'esperimento DUNE.

Le vaste caverne di DUNE ospiteranno grandi criostati riempiti di argon liquido, ciascuno delle dimensioni di un edificio di cinque piani. Questi grandi criostati ad argon consentiranno di rilevare i neutrini provenienti da un raggio di acceleratore di protoni generato a circa 800 miglia di distanza a Batavia, Illinois. Il sistema di liquefazione dell'azoto, progettato da Air Products, verrà utilizzato per raffreddare e ricondensare continuamente l'argon che evapora dal sistema di rilevamento dei neutrini.

Il pacchetto personalizzato di apparecchiature di refrigerazione ad azoto include la tecnologia di diverse business unit di Air Products, tra cui le apparecchiature turbomacchine Rotoflow®, le soluzioni a membrana PRISM® per la generazione di azoto e la tecnologia Cold Box di Air Products.

DUNE rappresenta il più grande esperimento di fisica internazionale nello studio dei neutrini. I fisici ritengono che lo studio di queste minuscole particelle subatomiche presso DUNE potrebbe aiutare il mondo a comprendere i fondamenti della materia e le origini dell'universo. Il lavoro comprende oltre 1.000 scienziati provenienti da più di 35 contee.

"Ciascuno dei grandi criostati DUNE conterrà 17.500 tonnellate di argon liquido ultrapuro per cercare tracce di particelle", ha affermato David Montanari, un ingegnere del Fermilab che lavora al progetto. "È necessario un sistema di refrigerazione ad azoto per riempire inizialmente i criostati con argon liquido (l'argon viene trasportato in fase gassosa nel sottosuolo) e mantenere l'argon come liquido ricondensando l'ebollizione. Affinché DUNE abbia successo, dobbiamo mantenere le concentrazioni di impurità nel argon a meno di un trilionesimo di percentuale. Il sistema di refrigerazione ad azoto è un passo essenziale per raggiungere questo obiettivo."

Maggiori informazioni sul progetto DUNE

DUNE perseguirà tre importanti obiettivi scientifici attraverso la sua ricerca: scoprire se i neutrini potrebbero essere la ragione per cui l'universo è fatto di materia; cercare fenomeni subatomici che potrebbero aiutare a realizzare il sogno di Einstein dell'unificazione delle forze; e osservare i neutrini che emergono da una stella che esplode, magari assistendo alla nascita di una stella di neutroni o di un buco nero.

I neutrini sono ovunque, ma raramente interagiscono con la materia. Ogni secondo, trilioni di queste particelle attraversano il nostro corpo e non lasciano traccia. Studiando queste particelle simili a fantasmi, i fisici sperano di rispondere a domande come: perché l’universo è fatto di materia? Qual è il rapporto tra le quattro forze della natura? Come si formano i buchi neri in seguito all'esplosione di una stella?

Il Fermilab del DOE è il laboratorio ospitante di DUNE e, in collaborazione con le agenzie di finanziamento, fornisce competenze e componenti che forniscono vantaggi economici a ciascuna delle istituzioni e dei paesi partner partecipanti. DUNE è costituito da massicci rilevatori di neutrini, al Fermilab nell'Illinois e SURF nel South Dakota. Il Long-Baseline Neutrino Facility produrrà il fascio di neutrini più intenso del mondo e fornirà l'infrastruttura per i rilevatori. L’acceleratore di particelle PIP-II del Fermilab alimenterà il fascio di neutrini.