• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Astrofizyka: drugi etap projektu LAGUNA rozpoczęty!

    01.11.2011. 16:26
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Właśnie rozpoczął się drugi etap ważnego projektu finansowanego ze środków unijnych, którego przedmiotem jest nowej generacji obserwatorium neutrin. Celem tej części projektu jest ocena wykonalności paneuropejskiej struktury badawczej, zdolnej do pomieszczenia głęboko pod ziemią ogromnego pod względem kubatury obserwatorium neutrin.

    Skupiający naukowców z całego świata projekt LAGUNA-LBNO (Projekt paneuropejskiej infrastruktury dużej aparatury do badania wielkiej unifikacji, astrofizyki neutrin i oscylacji neutrin z długą bazą), którego realizację zaplanowano do 2014 r., został dofinansowany na kwotę 4.900.000 EUR z tematu "Możliwości" Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE. Jest kontynuacją pierwszej fazy projektu pt. LAGUNA, która rozpoczęła się w 2008 r. i została dofinansowana z budżetu tego samego tematu 7PR.

    Na wiele kluczowych kwestii w fizyce można odpowiedzieć jedynie poprzez zbudowanie gigantycznego obserwatorium podziemnego do poszukiwania rzadkich zdarzeń i badania naziemnych i astrofizycznych neutrin. Tego typu obserwatorium może pomóc naukowcom poszerzyć bazę wiedzy na temat astrofizyki neutrin oraz zająć się kilkoma podstawowymi zagadnieniami, które dotyczą rozpadu protonów oraz istnienia nowego źródła asymetrii materii-antymaterii w przyrodzie. To pomoże nam lepiej zrozumieć, dlaczego nasz wszechświat zawiera jedynie materię, a nie równą ilość materii i antymaterii.

    Dzięki podziemnym detektorom neutrin bazującym na dużych, oprzyrządowanych powierzchniowo, objętościach cieczy, osiągnięto fundamentalne rezultaty w fizyce cząstek i astrofizyce, a także zdołano zgromadzić zdarzenia z kilku różnych źródeł kosmicznych jednocześnie. Neutrina wyjątkowo słabo oddziałują z materią, dzięki czemu mogą pokonywać bardzo duże odległości w kosmosie oraz gęste strefy wszechświata, dostarczając w ten sposób wyjątkowych informacji o swoich źródłach. Zespół LAGUNA-LBNO jest przekonany, że do połączenia tych dwóch technologii niezbędne jest bardzo duże, podziemne, wielozadaniowe obserwatorium neutrin nowej generacji o całkowitej masie od około 100.000 do 500.000 ton.

    Pierwszy etap projektu (LAGUNA) poświęcony był analizie siedmiu, wstępnie wybranych lokalizacji w Finlandii, Francji, Hiszpanii, Polsce, Rumunii, Wlk. Brytanii i Włoszech oraz przygotowaniu szczegółowej oceny geotechnicznej gigantycznej, podziemnej kawerny. We wnioskach wskazano na brak przeszkód geotechnicznych do budowy kawerny. Drugi etap projektu oprze się na tych wstępnych ustaleniach i zajmie się dwoma problemami o zasadniczym znaczeniu dla podjęcia ostatecznego wyboru detektora i stanowiska: ustaleniem całkowitych kosztów podziemnej konstrukcji, zleceniem długoterminowej eksploatacji infrastruktury oraz określeniem całkowitego oddziaływania wiązek neutrin z długą bazą, emitowanych przez Europejskie Laboratorium Fizyki Cząstek Elementarnych (CERN).

    Projekt LAGUNA jest jedną z "Siedmiu Wspaniałych" - dużych infrastruktur badawczych, które mają pomóc naukowcom w odpowiedzi na kluczowe pytania dotyczące natury wszechświata.

    Wszystkie siedem projektów dużych infrastruktur objętych jest Europejską Mapą Drogową Fizyki Astrocząstek, opracowaną w ramach finansowanego ze środków unijnych projektu ASPERA (Europejska Przestrzeń Badawcza - Astrocząstki), który gromadzi krajowe instytucje finansujące z Europy, odpowiedzialne za fizykę astrocząstek.

    Istnieje nadzieja, że projekt LAGUNA zapewni Europie pozycję lidera w fizyce podziemnej. Naukowcy pracujący nad projektem pochodzą z instytucji badawczych w Finlandii, Francji, Grecji, Hiszpanii, Japonii, Niemczech, Polsce, Rosji, Rumunii, Szwajcarii, Wlk. Brytanii i we Włoszech.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    OPERA (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus – Oscylacyjny Projekt z użyciem Emulsyjnego Rejestrującego Aparatu) – eksperyment fizyczny przeprowadzony w podziemnym laboratorium w Gran Sasso we Włoszech, z wykorzystaniem wiązki neutrin produkowanej w CERN przez tamtejszy Supersynchrotron Protonowy. Przeznaczony do badania zjawiska oscylacji neutrin, przede wszystkim do zaobserwowania zjawiska pojawiania się neutrin taonowych w wiązce złożonej początkowo z neutrin mionowych. Problem neutrin słonecznych (ang. Solar Neutrino Problem) – rozbieżność pomiędzy zmierzoną liczbą neutrin słonecznych docierających do Ziemi ze Słońca a teoretycznym modelem wnętrza Słońca. Problem pojawił się w połowie lat 60. XX wieku, a udało się go rozwiązać dopiero w roku 2002 dzięki lepszemu zrozumieniu fizyki neutrin. Wymagało to modyfikacji fizyki cząstek elementarnych. T2K (ang. Tokai to Kamioka) - eksperyment z dziedziny fizyki cząstek elementarnych badający oscylacje neutrin, prowadzony w Japonii.

    Oscylacje neutrin – zjawisko zaproponowane, aby wyjaśnić zbyt małą liczbę neutrin pochodzących ze Słońca obserwowanych na Ziemi (tzw. problem neutrin słonecznych). Neutrino sterylne – hipotetyczna cząstka elementarna mająca tworzyć ciemną materię. Miałaby ona należeć do neutrin – cząsteczek o zerowym ładunku elektrycznym. Czasem neutrino sterylne traktowane jest jako czwarta generacja neutrin (obok neutrina elektronowego, mionowego i taonowego). Jego charakterystyczną cechą jest to, że oddziałuje z materią tylko grawitacyjnie. Jest oznaczane symbolem nS.

    Fizyka poza modelem standardowym - aspekty fizyki teoretycznej, próbujące wyjaśnić niedoskonałości modelu standardowego, takie jak: pochodzenie masy, naruszenie parzystości ładunku, oscylacje neutrin, asymetrię materii i antymaterii oraz naturę ciemnej materii i ciemnej energii. Dodatkową trudność sprawia aparat matematyczny samego modelu standardowego, który jest niespójny z ogólną teorią względności w punktach, w których jedna lub obie teorie załamują się przy określonych warunkach (np. w osobliwościach czasoprzestrzeni takich jak Wielki Wybuch czy horyzont zdarzeń czarnej dziury). Bariogeneza – hipotetyczny proces zachodzący we wczesnym wszechświecie (krótko po Wielkim Wybuchu), w wyniku którego powstały główne składniki materii nukleony, czyli protony i neutrony. Podstawowym problemem, który usiłują wyjaśnić hipotezy dotyczące procesu bariogenezy, jest obserwowana we wszechświecie nierównowaga pomiędzy liczbą cząstek materii a antymaterii. Naturalną hipotezą jest, że powstający wszechświat powinien zawierać równą liczbę cząstek i antycząstek. Pojawia się zatem problem utworzenia z początkowo symetrycznego stanu wszechświata, obserwowanego obecnie stanu asymetrii pomiędzy materią i antymaterią.

    Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), Magnetyczny Spektrometr Alfa – moduł-eksperyment z dziedziny fizyki cząstek, który został umieszczony na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej i którego celem jest dokładny pomiar strumienia naładowanych promieni kosmicznych na niskiej orbicie wokółziemskiej. Eksperyment pozwoli na badanie formowania się Wszechświata, a także na poszukiwanie dowodu istnienia cząstek dziwnych, ciemnej materii oraz swobodnej antymaterii we Wszechświecie. Odkrycie choćby pojedynczych przypadków jąder antyhelu w promieniowaniu kosmicznym dostarczyłoby silnych dowodów na istnienie symetrii między materią i antymaterią. Astronomia neutrinowa – gałąź astronomii, w której obserwacje obiektów na niebie prowadzi się poprzez detekcję neutrin emitowanych przez te ciała niebieskie. Neutrina produkowane są we wnętrzach gwiazd, w szczególności w czasie wybuchu supernowej. Ich źródłem są zachodzące tam reakcje termojądrowe. Astronomia neutrinowa daje możliwość obserwacji obszarów nieobserwowalnych przez jakiekolwiek teleskopy, nie tylko optyczne. Astronomia ta jest na początku swego rozwoju i jak dotychczas zarejestrowano tylko dwa kosmiczne źródła neutrin: Słońce oraz supernową SN 1987A.

    Ambiplazma – rozrzedzona mieszanina cząstek i antycząstek materii. Ambiplazma lekka jest mieszaniną elektronów i pozytonów, ambiplazma ciężka jest mieszaniną protonów i antyprotonów. Jeżeli ilość materii jest równa ilości antymaterii, to ambiplazma jest symetryczna, w ambiplazmie asymetrycznej jeden ze składników przeważa nad drugim. Pojęcie ambiplazmy wprowadzili Oskar Klein i Hannes Alfvén w latach 60. XX wieku w modelu kosmologicznym, według którego Wszechświat wyewoluował z symetrycznego obłoku mieszaniny materii i antymaterii. Model ten wkrótce upadł, gdyż założenie o symetrii materialnej Wszechświata okazało się błędne. We Wszechświecie antymateria występuje jedynie w ilościach śladowych. W roku 2006 Andrzej Mercik i Szymon Mercik opublikowali podstawy modelu kosmologicznego postulującego powstanie Wszechświata z obłoku ambiplazmy asymetrycznej (arXiv:physics/0604024).

    Karta Projektu (Project Charter) – dokument definiujący zakres, udziałowców oraz cele projektu. Dostarcza podstawowe informacje na temat ról oraz odpowiedzialności osób zaangażowanych w projekt (definiuje kierownika projektu, sponsora oraz klienta).

    Matryca logiczna projektu - jest kompleksowym narzędziem stosowanym na etapie planowania działań projektowych, jak i późniejszego zarządzania realizacją projektu. W syntetyczny sposób przedstawia planowaną drogę realizacji i weryfikacji projektu. Formalnie została przejęta przez Komisję Europejską jako narzędzie ułatwiające projektowanie w 1992r. Niezależnie od rodzaju projektu dla którego matryca jest sporządzana zawiera ona zawsze elementy służące: KamLAND (Kamioka Liquid Scintillator Antineutrino Detector) – eksperyment neutrinowy, badający oscylacje neutrin reaktorowych. Detektor o masie 1000 ton, wypełniony ciekłym scyntylatorem i zawierający ok. 1850 fotopowielaczy, znajduje się w Japonii w kopalni w Kamioce (na miejscu detektora Kamiokande).

    Era hadronowa – pojęcie stosowane w kosmologii dla określenia początkowej fazy rozwoju Wszechświata. Na podstawie kosmologicznego modelu rozszerzającego się Wszechświata przyjmuje się, że era ta rozpoczęła się w chwili t =10 s, gdy rozmiary horyzontu stały się większe od średnicy hadronu i można językiem fizyki cząstek elementarnych próbować opisywać tę epokę ewolucji Wszechświata. Głównymi składnikami materii były wówczas znajdujące się w stanie równowagi termodynamicznej, hadrony i antyhadrony, czyli cząstki oddziałujące silnie. W chwili t =10 s, gdy gęstość materii spada do 10 g/cm³, a temperatura do 10 K (odpowiada to energii równej około 100 GeV), następuje odłączenie się od siebie oddziaływań jądrowych słabych i elektromagnetycznych; od tej pory we Wszechświecie istnieją oddzielnie cztery oddziaływania fundamentalne: grawitacyjne, jądrowe silne, jądrowe słabe i elektromagnetyczne. Kolejne ważne wydarzenie ery hadronowej ma miejsce w chwili t =10 s, gdy gęstość wynosi 10 g/cm³, a temperatura spada do 10 K, czyli do wartości, przy której kwarki mogą już łączyć się w protony i neutrony oraz antyprotony i antyneutrony. Era hadronowa kończy się w chwili t =10 s, gdy gęstość maleje do 10 g/cm³, a temperatura do 10 K. Przy takiej temperaturze hadrony i antyhadrony w wyniku anihilacji ulegają prawie całkowitej zamianie w promieniowanie. Jego energia na skutek ekspansji Wszechświata przestaje być wystarczająca do tego, aby zachodziły procesy odwrotne. Projekt architektoniczno-budowlany – prawnie określony zakres projektu architektonicznego obiektu budowlanego, który należy załączyć do projektu budowlanego. W ramach projektu budowlanego może wystąpić kilka projektów architektoniczno-budowlanych obiektów wchodzących w skład tego projektu. Zakres i formę projektu budowlanego (określenie inwestycji budowlanej w formie dokumentów, rysunków, planów) podaje odpowiednie rozporządzenie prawa budowlanego.

    W fizyce cząstek elementarnych, zdarzenie oznacza rezultat oddziaływań podstawowych pomiędzy cząstkami, następującego w bardzo krótkim przedziale czasu oraz dobrze zlokalizowanym miejscu w przestrzeni. Z powodu kwantowej zasady nieoznaczoności, zdarzenie w fizyce cząstek nie znaczy dokładnie tego samego, co w teorii względności, w której zdarzenie jest punktem w czasoprzestrzeni. Projekt techniczny lub Projekt wykonawczy - jest dokumentem stanowiącym ostatnie stadium dokumentacji projektowej, opracowywanym dla poszczególnych zadań lub obiektów, na podstawie zatwierdzonego przez inwestora projektu wstępnego. Projekt techniczny sporządzany jest w celu określenia wszystkich szczegółów budowy obiektu, uzupełnienia zamówień aparatury i urządzeń, wykonania prefabrykatów, prowadzenia robót budowlano-montażowych oraz wykonania prac rozruchowych.

    Kierownik projektu (PM – Project Manager) – specjalista w dziedzinie zarządzania projektami. Jest odpowiedzialny za planowanie, realizację i zamykanie projektu. Podstawowym zadaniem kierownika projektu jest zapewnienie osiągnięcia założonych celów projektu, wytworzenie produktu spełniającego określone wymagania jakościowe. PM jest odpowiedzialny za efekt końcowy realizowanego projektu i musi być aktywny podczas wszystkich etapów projektu. Kierownik projektu może kierować m.in. projektami w budownictwie, projektami informatycznymi, projektami telekomunikacyjnymi, projektami finansowymi.

    Dodano: 01.11.2011. 16:26  


    Najnowsze