Nikhef werkt mee aan de bouw van de nieuwe XENONnT-detector voor donkere materie op Gran Sasso in Italië. Technisch coördinator Auke-Pieter Colijn is vrijwel wekelijks ondergronds in Italië en houdt een blog bij over de werkzaamheden.
In deze blog zal ik de constructie van de volgende grote donkere materie detector door de XENON-collaboratie volgen en beschrijven. Voor de eerste blog – ik heb me niet eerder aan een blog gewaagd – een introductie van het experiment, het lab en de spelers. Dan weten jullie waar het over gaat: in volgende blog meer over mijn belevenissen op Gran Sasso.
Ik ben Auke-Pieter Colijn en werk bij de UvA/Nikhef aan dit project. Ik ben van plan het komende jaar op de Nikhef-website te delen wat er op en onder het lab gebeurt. De komende maanden ben ik bijna iedere week op het lab in Italië om de bouw van de XENONnT detector te begeleiden.
Xenon-1T detectorHet Project. Eind 2019 willen we de grootste en meest gevoelige donkere materie detector op aarde klaar hebben. Het doel is om in een vat gevuld met vloeibaar xenon donkere materiedeeltjes voor het eerst zichtbaar te maken. Op het ogenblik staat op de plek van XENONnT het XENON1T experiment, dat sinds december klaar is met meten. De komende 2 maanden trekken we het XENON1T experiment uit elkaar en beginnen we met de bouw van het grotere XENONnT. Het XENON1T experiment bevatte 3.3ton vloeibaar xenon en had dus eigenlijk het XENON3.3T experiment moeten heten. Toen we 6 jaar geleden voor het eerste spraken over de opvolger van het XENON1T-experiment, hebben we het daarom maar XENONnT genoemd. Die n kon van alles zijn, we hadden nog geen precies idee hoe groot deze nieuwe detector zou worden. Het is eerste keer dat ik een naam heb gegeven aan een experiment: XENONnT, waarbij n ongeveer 8 zal zijn.
Het Lab. Het Gran Sasso laboratorium is het grootste ondergrondse lab ter wereld. De snelwegtunnel van l’Aquila naar de kust gaat onder het Gran Sasso-massief door. Halverwege de snelwegtunnel kan je een afslag nemen naar mijn ondergrondse speeltuin. Wij hebben in een van de grote hallen – Hal B om precies te zijn – ruimte gekregen om onze experimenten te doen. Je moet je bij deze ondergrondse ruimte een hal van 50 meter lang en 15 meter hoog voorstellen – groot dus. We maken wel eens grappen over Italianen dat ze lui zouden zijn, maar dit lab is in de jaren 80 in maar een paar jaar tijd uitgegraven. En best lef hebben van de Italiaanse politici om een duur ondergronds lab te laten bouwen puur voor fundamenteel wetenschappelijk onderzoek.
De spelers. Aan het XENONnT-experiment werken 170 wetenschappers uit ongeveer 10 verschillende landen. De verschillende groepen leveren allemaal een bijdrage aan de apparatuur die we nodig hebben om donkere materie te detecteren, maar de wetenschapppers werken het grootste deel van hun tijd in de thuis-instituten. Ik werk op het lab direct samen met een Italiaanse collega: Marcello Messina. Wij zijn samen verantwoordelijk voor de technische coördinatie van het XENONnT-experiment. Dat is een grote klus en gelukkig kan ik met Marcello goed door een deur. Het technische werk op het lab zelf wordt voor een groot deel gedaan door maar een kleine kerngroep – onze techs Roberto en Danilo – en een klein extern technisch bedrijf bemand door Franco Tacca met zijn drie collega’s. Daarbij een klein team van natuurkundigen en je kan een experiment bouwen.
Startup. We zijn afgelopen week begonnen met de start-up na de kerstvakantie. De laatste voorbereidingen hebben we getroffen om te kunnen beginnen met de sloop van het XENON1T-experiment onder de grond. Verder zijn we bovengronds bezig om een grote schone ruimte in te richten voor de constructie van een paar sleutelcomponenten van ons experiment. Opstarten na de vakantie was een uitdaging: de contracten van het lab met externe bedrijven verliepen allemaal op 1 januari, dus er was niemand om te helpen met schoonmaken van onze experimetele areas. Verder kwamen we er achter dat sneeuw zorgt voor vertraging van onze activiteiten. Niet dat we last hebben van de sneeuw, maar onze experts van Franco Tacca worden ook door de gemeente ingehuurd om een paar lokale wegen sneeuwvrij te houden.
Volgende week barst het feest goed los. Terwijl we onder de grond bezig zijn met de sloop van het XENON1T experiment, komen boven de grond 50 natuurkundigen bijeen voor een technische vergadering. Duurt twee dagen lang en ondanks een gedetailleerde agenda die ik samen met Marcello heb gemaakt, zijn we er vrij zeker van dat alle sessies behoorlijk gaan uitlopen. Was in ieder geval zo, bij alle voorgaande vergaderingen die we met onze collaboratie hebben gehad. Volgende week meer over XENONnT en de vergadering op het lab.