Newswise – قدرتمندترین جهان نوترینو پرتو یک گام به واقعیت نزدیکتر است. پروژه طرح بهبود پروتون II یا PIP-II در ماه اکتبر به نقطه عطفی رسید که با موفقیت آزمایش حمل و نقل “مبارزه ساختگی” را بین آزمایشگاه شتاب دهنده ملی فرمی وزارت انرژی ایالات متحده در خارج از شیکاگو و آزمایشگاه دارزبری انگلستان در خارج از لیورپول انجام داد. این آزمایش تأیید کرد که محققان سیستمی برای ارائه ماژول‌های سرمایشی ظریف که بخش زیادی از یک سیستم جدید را تشکیل می‌دهند، استفاده خواهند کرد. شتاب دهنده پروتون خطی در فرمیلب ماشین جدید تولید نوترینو را برای در اعماق زمین نوترینو آزمایش کنید.
اعضای همکاری بین المللی PIP-II از بریتانیا، فرانسه و هند توسعه، تولید و مونتاژ خواهند کرد. کریو ماژول های مورد نیاز برای پروژهبرای تکمیل در سال 2028 برنامه ریزی شده است. برای اطمینان از اینکه کریو ماژول های تکمیل شده با خیال راحت به Fermilab می رسند، تیم PIP-II آزمایش حمل و نقل گسترده ای را از قبل انجام می دهد.
برای اولین آزمایش در اوایل سال جاری، همکاران PIP-II یک قاب حمل و نقل مونتاژ کرد این طرحی برای قاب حمل و نقل نهایی کریو مدول خواهد بود و من آن را در یک بزرگراه امتحان کردم. تیم PIP-II در شورای تحقیقات و نوآوری تأسیسات علم و فناوری انگلستان یا STFC UKRI، با نظرات Fermilab، طراحی چارچوب را رهبری کرد.
برای اهداف آزمایشی، تیم قاب را با یک آنالوگ کرایومول به نام بار ساختگی بارگذاری کرد: بلوک‌های بتنی با ابعاد، وزن و نقاط نصب کریو مدول واقعی، که 10 متر طول و 27500 پوند یا 12500 کیلوگرم وزن خواهند داشت.
اولین پرواز آزمایشی
آخرین آزمایش – اولین سفر فرا اقیانوسی فریم – در 23 سپتامبر در ساختمان مرکز صنعتی Fermilab در Batavia، ایلینوی آغاز شد. در آنجا، تیم محموله ساختگی را نصب کردند و آن را در داخل قاب حمل و نقل محکم کردند، درست مانند یک کرایومدول. آنها همچنین این سیستم را به حسگرهایی برای تشخیص شوک های مشاهده شده در طول آزمایش مجهز کردند.
در 26 سپتامبر، فریم از Fermilab در Batavia خارج شد و با تریلر به فرودگاه بین‌المللی O’Hare در شیکاگو رفت. دو روز بعد او را سوار یک هواپیمای باری کردند و به سمت لوکزامبورگ حرکت کردند. فرودگاه لوکزامبورگ یک هاب و هاب بار خطوط هوایی است، بنابراین تمام پروازهای باری ابتدا باید از این کشور کوچک عبور کنند. در فرودگاه لوکزامبورگ، چند تن از اعضای تیم Fermilab PIP-II چارچوب را ملاقات کردند. آنها با استفاده از یک جرثقیل بزرگ، آن را از هواپیما پیاده کردند و سپس آن را روی یک تریلر کامیون بارگیری کردند و آن را با یک برزنت برای سفر به بریتانیا که در 30 سپتامبر حرکت کرد، پوشانیدند.
“تأیید موفقیت آمیز چارچوب حمل و نقل با استفاده از یک بار ساختگی، گواهی بر همکاری بین المللی اختصاصی PIP-II است.” – سراوان چندراسکاران
پس از یک سفر طولانی، از جمله عبور از تونل کانال، در 3 اکتبر چارچوب به آزمایشگاه Daresbury، یک آزمایشگاه تحقیقاتی واقع در نزدیکی لیورپول و توسط STFC UKRI رسید. شرکای PIP-II پانل ها و بار ساختگی را از قاب خارج کردند و حسگرها، ضربه گیرها، فنرها و سایر سخت افزارها را بررسی کردند. پس از بررسی تمام اجزا، سیستم حمل و نقل را مونتاژ کردند، آن را روی کامیون بار کردند و در 5 اکتبر به Fermilab فرستادند. محموله ساختگی در 11 اکتبر به باتاویا، ایلینوی بازگشت.
نشانه های یک همکاری موفق
جرمیا هولزباوئر، مدیر پروژه فرعی حمل و نقل PIP-II در Fermilab، گفت: «من این را یک موفقیت غیرقابل قبول می نامم. همه چیز به همان خوبی پیش رفت که می توانستیم امیدوار باشیم.»
جان لوئیس، مدیر پروژه برای مشارکت STFC در PIP-II، موافقت کرد. او گفت: “این یک تمرین کاهش خطر قابل توجه برای ما است – و یک آزمایش واقعی از چارچوب طراحی شده توسط میچل کین از گروه طراحی و مهندسی مکانیک ما.” همچنین بسیار عالی است که بتوانیم دوباره میزبان همکاران Fermilab خود در آزمایشگاه دارزبری باشیم. همکاری نزدیک با جرمیا هولزباوئر، آدام ویکسسون و رایان تید، روابط کاری ما بین این دو آزمایشگاه را تقویت کرد.
سراوان چندراسکاران، مدیر فنی ماژول سرمای 650 مگاهرتز PIP-II در فرمیلب، گفت: “تأیید موفقیت آمیز چارچوب حمل و نقل با استفاده از محموله ساختگی، گواهی بر همکاری بین المللی اختصاصی PIP-II است.”
تیم آزمایش را با استفاده از روش‌ها، تکنیک‌ها و نظارت انجام داد که تا حد امکان واقع‌بینانه بود. از سیستم جداسازی و ابزارهای ارتعاشی گرفته تا جابجایی، تدارکات و گمرک، این آزمایش دقیقا همان چیزی است که کرایومدول های واقعی در طول حمل و نقل از آن عبور خواهند کرد. خبر خوب: تمام جنبه های سیستم حمل و نقل با این آزمون معتبر تلقی شد.
گام بعدی PIP-II استفاده از چارچوب مشابه برای ارسال یک نمونه اولیه cryomodule پیچیده است که اکنون در Fermilab مونتاژ می شود، به بریتانیا و برگشت. آزمایش پیش از ارسال نمونه اولیه در STFC UKRI و پس از بازگشت نشان می‌دهد که فرآیند حمل و نقل می‌تواند از این سیستم‌های ظریف در طول مسافت طولانی محافظت کند. این آزمایش در حال حاضر برای اوایل سال 2023 برنامه ریزی شده است.
طی چند سال، STFC ماژول‌های سرمایشی تولیدی را در چارچوب حمل‌ونقل خود به Fermilab برای ساخت PIP-II ارسال خواهد کرد.
پیتر مک‌اینتاش، هماهنگ‌کننده فنی STFC UKRI گفت: “برنامه همکاری قوی ما با Fermilab برای تامین STFC با ماژول‌های سرمای ابررسانا برای PIP-II به شدت به توانایی ما برای انتقال ایمن این سیستم‌های بسیار پیچیده و شکننده در فاصله بسیار طولانی بستگی دارد.” PIP -II و معاون مرکز علوم و فناوری شتاب دهنده در آزمایشگاه دارزبری STFC. چارچوب حمل‌ونقلی که ما ایجاد کرده‌ایم برای تضمین حفاظت کافی حیاتی است.
مک‌اینتاش گفت: «این آزمایش حمل‌ونقل اخیر نه تنها شواهد مهمی از چگونگی مهار بارهای شوک به‌طور مؤثر ارائه کرد، بلکه به تیم‌های دارزبری اجازه داد تا بسیاری از رویه‌های لجستیکی محلی را تأیید کنند.» “این اولین ارزیابی زمانی که اعتبارسنجی اصلی بعدی انجام شود، بسیار مهم خواهد بود.”
