Çin’de Dünyanın en derin ve en büyük yeraltı fizik laboratuvarı faaliyete geçti.

Dünyanın en derin ve en büyük yeraltı fizik laboratuvarı Perşembe günü Çin’in güneybatısındaki Sichuan Eyaleti’nde faaliyete geçti.

* Kozmik ışınları koruyabilen ve son derece düşük radyasyon arka planına sahip deney ortamı ve tesisleri sağlayabilen bir laboratuvar, karanlık madde tespiti için ön koşul haline geliyor.

* Yaklaşık üç yıllık inşaatın ardından DURF, ilk ekip grubunu karşıladı. Büyük bir ulusal proje olarak tesis, parçacık fiziği, nükleer astrofizik ve yaşam bilimleri de dahil olmak üzere birçok disiplini birleştiren birinci sınıf bir platforma dönüşecek.

CHENGDU, 8 Aralık (Xinhua) — Fizikçilerin Çin Jinping Yeraltı Laboratuvarı’nın (CJPL) ikinci aşamasına taşınıp araştırmalarına başlamasıyla, dünyanın en derin ve en büyük yeraltı fizik laboratuvarı Perşembe günü Çin’in güneybatısındaki Sichuan Eyaleti’nde faaliyete geçti.

İkinci aşama projesi veya Sınır Fizik Deneyleri için Derin Yeraltı ve Ultra Düşük Radyasyon Arka Plan Tesisi (DURF), bilimsel araştırmalar için en derin, en büyük, ultra temiz yeraltı alanına sahiptir. Üniversitelerden ve araştırma kurumlarından toplam 10 ekip burada görev yapacak ve evrenin gizemlerini açığa çıkarmaya çalışacak.

KARANLIK MADDE TESPİTİ

Uçsuz bucaksız evrende, boyutları bir toz tanesinden Dünya veya bulutsu gibi bir gezegene kadar değişen görünür madde, evrenin toplam kütlesinin yalnızca yaklaşık yüzde 5’ini oluşturur. Geriye kalan yüzde 95’i ise karanlık madde ve karanlık enerjiden oluşuyor.

Karanlık maddenin görünür maddeyle etkileşime girme olasılığı o kadar düşük ki, onu doğrudan tespit etmek çok zor; her yerde bulunan kozmik ışınlar da fizikçilerin karanlık maddeyi tespit etme çabalarına büyük ölçüde müdahale edebiliyor.

Bu nedenle, kozmik ışınları koruyabilen ve son derece düşük radyasyon arka planına sahip deney ortamı ve tesisleri sağlayabilen bir laboratuvar, karanlık madde tespiti için bir ön koşul haline geliyor. Amerika Birleşik Devletleri, Japonya ve bazı Avrupa ülkeleri bu gereksinimi karşılayan yer altı laboratuvarları inşa etmişlerdir.

2009 yılında, Tsinghua Üniversitesi ve Yalong Nehri Hidroelektrik Geliştirme Şirketi, Sichuan’ın Liangshan Yi Özerk Bölgesi’ndeki Jinping Dağı’nın altında 2.400 metre derinlikte CJPL’nin ilk aşamasını inşa etmeye başladı.

8 Kasım 2023’te çekilen bu hava fotoğrafı, Çin’in güneybatısındaki Sichuan Eyaletindeki Liangshan Yi Özerk Bölgesi’ndeki Çin Jinping Yeraltı Laboratuvarı’nın tünel girişini gösteriyor. (Xinhua/Xu Bingjie)

Yaklaşık 4.000 m3 oda kapasiteli ilk etabı 2010 yılı sonunda tamamlanarak devreye alınmıştır. 2.400 metre kalınlığındaki kayalar sayesinde laboratuvar, yüzeyde bulunanın yalnızca yüz milyonda biri kadar olan çok küçük bir kozmik ışın akışına maruz kalıyor.

CJPL’nin ilk aşamasında Tsinghua Üniversitesi’nden Çin Karanlık Madde Deneyi (CDEX) grubu ve Şangay Jiao Tong Üniversitesi’nden PandaX grubu olmak üzere iki araştırma ekibi görevlendirildi. Artık Çin’in karanlık maddeyi doğrudan tespit etme deneylerini küresel aşamada ileri bir seviyeye yükselten bir dizi bilimsel başarıya sahipler.

İKİNCİ ETAP İNŞAATI

CJPL’nin ilk aşamasındaki giderek artan başarı listesi göz önüne alındığında, araştırma ekiplerinin daha ileri çalışmalar yürütmek için daha fazla alana ihtiyaç duyduğu hissedildi. 2014 yılında Tsinghua Üniversitesi ve Yalong Nehri Hidroelektrik Geliştirme Şirketi, tesisin toplam oda kapasitesini yaklaşık 330.000 metreküpe çıkarmak için ikinci bir aşama inşa etme planı üzerinde anlaşmaya vardı.

Bu projenin ikinci aşaması için mümkün olan en temiz ortamı sağlamak amacıyla inşaatçıların ultra düşük kozmik ışın akışı, son derece düşük çevresel radyasyon, son derece düşük radon konsantrasyonu ve ultra temiz alan gereksinimlerini karşılaması gerekiyordu.

Örneğin, çevredeki kayalardan sürekli olarak salınan radon gazı, derin yeraltı deneylerinde önemli bir parazit kaynağıdır. İnşaat ekibi, su geçirmezlik ve radon bastırma teknolojisini icat ederek, özel malzemeler kullanarak mağaranın yüzeyine 10 santimetre kalınlığında koruyucu bir tabaka döşedi ve böylece çevredeki kayalardan salınan radon gazının yüzde 99’unu engelledi.

7 Kasım 2023’te çekilen bu fotoğraf, Çin’in güneybatısındaki Sichuan Eyaletinin Liangshan Yi Özerk Bölgesi’ndeki Çin Jinping Yeraltı Laboratuvarı’nın ilk aşamasının iç görünümünü gösteriyor. (Xinhua/Xu Bingjie)

Bina malzemeleri ve ekipmanlarının arka plan radyasyonu da dikkate alınmıştır. Tüm malzeme ve ekipman, mağarayı çevreleyen kayaların radyoaktivite seviyesinin üç katından daha az bir radyasyon geçmişine sahip olmalıdır ve bu tür malzeme ve ekipman, yalnızca sıkı laboratuvar incelemesinden sonra kullanılabilir.

İşçiler ayrıca laboratuvara düşük radon içerikli temiz hava sağlamak için yaklaşık 10 km’lik havalandırma borusu döşedi. Özel gereksinimleri olan deney alanları için, temiz havadaki radonu adsorbe etmek için özel olarak geliştirilmiş cihazlar sağlanmaktadır.

EVRENİN DİĞER KEŞİFLERİ

Yaklaşık üç yıllık inşaatın ardından DURF, ilk ekip grubunu karşıladı. Büyük bir ulusal proje olarak tesis, parçacık fiziği, nükleer astrofizik ve yaşam bilimleri de dahil olmak üzere birçok disiplini birleştiren birinci sınıf bir platforma dönüşecek.

Karanlık madde çalışması, evreni daha iyi anlamak isteyen insanlar için yeni bir başlangıç ​​noktasıdır ve şu anda parçacık fiziği, kozmoloji ve astrofizik alanlarındaki en sıcak araştırma konuları arasında yer almaktadır; bu da, öncü bilimler için büyük önem taşıdığı anlamına gelmektedir. Bilim adamlarına göre araştırma.

Tesisin inşaatı sırasında çeşitli bilimsel araştırma ekipleri keşif çalışmalarına devam etti.

CDEX grubu, cihazları başlangıçtaki 1 kg’dan 10 kg’a yükselterek yüksek saflıkta germanyum dedektörlerinde yenilik yaptı ve şimdi ton sınıfı bir dedektör yapmayı planlıyor.

Bu arada PandaX grubunun sıvı ksenon dedektörü de 120 kg’dan 4 tona yükseltildi. Bu grup şimdi tespit yeteneklerini artırmak için 30 tonluk, hatta 100 tonluk bir karanlık madde dedektörü geliştirmeyi planlıyor.

Bu dosya fotoğrafı, güneybatı Çin’in Sichuan Eyaletinin Liangshan Yi Özerk Bölgesi’ndeki Çin Jinping Yeraltı Laboratuvarı’nın ikinci aşamasındaki PandaX-4T deney tesisini göstermektedir. (Yalong Nehri Hidroelektrik Geliştirme Şirketi, Ltd./Xinhua aracılığıyla bildiri)

Jinping Yeraltı Nükleer Astrofizik Deneyi (JUNA), 2022 yılında CJPL’yi kullanarak ilk yıldızlarda bulunan kalsiyumun kökenini ortaya çıkardı. JUNA, kalsiyumun karbon, nitrojen ve oksijen döngüsünün önemli bir kırılma reaksiyonundan geldiği hipotezini başarıyla doğruladı ve bu yıldızlarda bulunan kalsiyumun kökenini doğruladı.

Nature dergisinin eleştirmenleri, bu çalışmanın büyük bir deneysel başarı olarak görülebileceğini ve gelecekteki nükleer astrofizik çalışmaları için yeni bir bakış açısı sağladığını söyledi.

PandaX grubunun baş bilim adamı Liu Jianglai, “Karanlık maddeyi bulsak da bulmasak da, attığımız her adım bilinmeyene doğru bir adımdır, dolayısıyla ileriye doğru atılan her küçük adım büyük bir sıçramadır” dedi. “Temel araştırma yapmanın eğlencesi bu.”

Kaynak :www.cesurtv.com