Air Products fournira un système de réfrigération par liquéfaction de l'azote à l'une des plus grandes expériences de physique au monde étudiant les origines de l'univers

Air Products signe un contrat avec Fermi Research Alliance LLC, un laboratoire national du Département américain de l'énergie, pour un projet pluriannuel en cours dans le cadre de l'expérience Deep Underground Neutrino dans le Dakota du Sud

LEHIGH VALLEY, Pennsylvanie, 19 juillet 2023 /PRNewswire/ -- Pas avec un big bang mais d'un simple trait de plume, les représentants d'Air Products et de Fermi Research Alliance LLC (FRA), qui gère et exploite le DOE américain Fermi Le Laboratoire national des accélérateurs, connu sous le nom de Fermilab, a signé un contrat avec Air Products pour la fourniture d'un ensemble d'équipements de liquéfaction d'azote personnalisé pour soutenir la recherche de l'expérience sur les neutrinos souterrains profonds, DUNE.

L'expérience DUNE se déroulera à plus d'un mile sous la surface des Black Hills du Dakota du Sud, situées au centre de recherche souterrain de Sanford (SURF) et sur le campus de recherche du Fermilab dans l'Illinois. Le Fermilab, basé aux États-Unis, dirige la participation de 35 pays au projet DUNE.

« Air Products est ravi d'apporter notre expérience et notre technologie de pointe dans le domaine des gaz industriels pour aider DUNE dans ce travail important », a déclaré le Dr Samir J. Serhan, directeur de l'exploitation d'Air Products. "Les ingénieurs d'Air Products ont développé une solution innovante intégrant plusieurs parties de notre activité pour créer un système de réfrigération à l'azote qui sera transporté en profondeur et assemblé de manière modulaire dans les cavernes souterraines du site SURF."

Voici comment Air Products contribue à l'expérience DUNE.

Les vastes cavernes de DUNE abriteront de grands cryostats remplis d'argon liquide, chacun de la taille d'un bâtiment de cinq étages. Ces grands cryostats à argon permettront de détecter les neutrinos provenant d'un faisceau d'accélérateur de protons généré à environ 800 milles de là, à Batavia, dans l'Illinois. Le système de liquéfaction de l'azote, conçu par Air Products, sera utilisé pour refroidir et recondenser en permanence l'argon qui s'évapore du système de détection de neutrinos.

L'ensemble personnalisé d'équipements de réfrigération à l'azote comprend la technologie de plusieurs unités commerciales d'Air Products, notamment les équipements de turbomachines Rotoflow®, les solutions membranaires PRISM® pour la génération d'azote et la technologie de boîte froide d'Air Products.

DUNE représente la plus grande expérience internationale de physique dans l’étude des neutrinos. Les physiciens pensent que l’étude de ces minuscules particules subatomiques à DUNE pourrait aider le monde à comprendre les principes fondamentaux de la matière et les origines de l’univers. Les travaux incluent plus de 1 000 scientifiques de plus de 35 comtés.

"Chacun des grands cryostats de DUNE contiendra 17 500 tonnes d'argon liquide ultra pur pour rechercher des traces de particules", a déclaré David Montanari, un ingénieur du laboratoire Fermi qui travaille sur le projet. "Un système de réfrigération à l'azote est nécessaire pour remplir initialement les cryostats avec de l'argon liquide (l'argon est transporté en phase gazeuse sous terre) et conserver l'argon sous forme liquide en recondensant l'évaporation. Pour que DUNE réussisse, nous devons maintenir les concentrations d'impuretés dans le argon à moins d'un billionième de pour cent. Le système de réfrigération à l'azote est une étape essentielle pour y parvenir.

En savoir plus sur le projet DUNE

DUNE poursuivra trois objectifs scientifiques majeurs à travers ses recherches : découvrir si les neutrinos pourraient être la raison pour laquelle l'univers est constitué de matière ; rechercher des phénomènes subatomiques qui pourraient aider à réaliser le rêve d'Einstein d'unifier les forces ; et pour observer les neutrinos émergeant d'une étoile qui explose, assistant peut-être à la naissance d'une étoile à neutrons ou d'un trou noir.

Les neutrinos sont partout, mais ils interagissent rarement avec la matière. Chaque seconde, des milliards de ces particules traversent notre corps et repartent sans laisser de trace. En étudiant ces particules fantomatiques, les physiciens espèrent répondre à des questions telles que : Pourquoi l’univers est-il fait de matière ? Quelle est la relation entre les quatre forces de la nature ? Comment les trous noirs se forment-ils à la suite de l’explosion d’une étoile ?

Le Fermilab du DOE est le laboratoire hôte de DUNE et, en partenariat avec des agences de financement, apporte son expertise et ses composants, qui apportent des avantages économiques à chacune des institutions et pays partenaires participants. DUNE se compose de détecteurs de neutrinos massifs, au Fermilab dans l'Illinois et à SURF dans le Dakota du Sud. L'installation de neutrinos à longue base produira le faisceau de neutrinos le plus intense au monde et fournira l'infrastructure pour les détecteurs. L'accélérateur de particules PIP-II du Fermilab alimentera le faisceau de neutrinos.