El Departamento de Física de la Universidad de Oxford desempeñará un papel fundamental en una instalación científica mundial emblemática que podría cambiar nuestra comprensión del universo.

El Reino Unido está invirtiendo £ 65 millones en la iniciativa, que tendrá su sede en los Estados Unidos y podría asegurar la posición de Gran Bretaña como el socio de investigación internacional de elección.

El ministro de Ciencias y Universidades del Reino Unido, Jo Johnson, firmó hoy el acuerdo con el Departamento de Energía de EE. UU. Para invertir la suma en la Instalación de Neutrinos de Línea de Base Larga (LBNF) y el Experimento de Neutrinos Subterráneos Profundos (DUNE). DUNE estudiará las propiedades de partículas misteriosas llamadas neutrinos, lo que podría ayudar a explicar más sobre cómo funciona el universo y por qué existe la materia.

El Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología del Reino Unido (STFC) gestionará la inversión del Reino Unido en la instalación internacional, dando a los científicos e ingenieros del Reino Unido la oportunidad de asumir un papel de liderazgo en la gestión y el desarrollo del detector de distancia DUNE y la línea de haz LBNF y el desarrollo asociado del acelerador PIP-II.

El LBNF será el haz de neutrinos de alta energía más intenso del mundo. Disparará neutrinos a 1300 km de Fermilab en Illinois hacia los 70, Detector DUNE de 000 toneladas en la instalación de investigación subterránea de Sanford (SURF) en Dakota del Sur para estudiar las oscilaciones de neutrinos. Una vez construido, operará durante al menos 15 años llevando a cabo un programa científico amplio y emocionante.

Profesor Ian Shipsey, Jefe de Física de Partículas en Oxford, dijo:'Los neutrinos son la segunda partícula más común en el universo y, sin embargo, hoy sabemos más sobre la partícula de Higgs recientemente descubierta que sobre los neutrinos. Mucho de lo que sabemos sin embargo, se ha reconstruido minuciosamente durante muchos años en experimentos de neutrinos muy inteligentes en los que los físicos de Oxford han desempeñado un papel destacado.

`` Estoy encantado de que el acuerdo que se acaba de firmar entre los EE. UU. Y el Reino Unido permita a muchos físicos del Reino Unido, incluidos mis brillantes colegas de Oxford y los expertos en neutrinos, el profesor Giles Barr y el profesor Alfons Weber, continuar aprendiendo más sobre los neutrinos a través de la participación en lo que podría decirse que es el experimento más ambicioso hasta ahora montado para estudiarlos ”.

Prof. Alfons Weber, el investigador principal del proyecto en el Reino Unido, dijo:'Este es un sueño hecho realidad. Hemos estado trabajando duro durante los últimos años para desarrollar las técnicas necesarias para poder construir este experimento. Nuestros socios en el norte se han concentrado en las estructuras de lectura, mientras que en Oxford hemos tomado la iniciativa en el desarrollo del sistema de adquisición de datos.

'Contamos con un excelente equipo que ideó soluciones innovadoras. Estos detectores tienen que ser enormes ya que los neutrinos interactúan muy raramente. Debe optimizar el costo para que podamos construir el detector más grande posible, pero al mismo tiempo tiene que ser lo suficientemente sensible para poder medir estas débiles interacciones. Ahora estoy organizando un estudio de diseño para especificar el detector cercano, que es una herramienta esencial para caracterizar el haz de neutrinos y las interacciones ”.

El profesor Giles Barr ha liderado el grupo de diseño de adquisición de datos del proyecto internacional durante los últimos cuatro años. Bajo su liderazgo, la colaboración ha desarrollado los conceptos para manejar el gran conjunto de datos de este 70, Detector de 000 toneladas. Ha supervisado la primera implementación y las pruebas y ahora está muy involucrado en la puesta en servicio del último prototipo a gran escala en un haz de prueba en el CERN. Al comentar sobre su papel en el experimento, él dijo:'Es emocionante trabajar con personas tanto a nivel local como internacional que tienen la experiencia y la imaginación para exprimir el máximo rendimiento de algunos de muy alta tecnología, componentes electrónicos modernos.

“El detector generará más de un TeraByte de datos brutos cada segundo durante más de 20 años y es nuestro trabajo encontrar y mantener las partes de los datos que muestran los neutrinos interactuando en el detector -" la aguja en el pajar ".

La comunidad de investigación del Reino Unido ya es un importante contribuyente a la colaboración DUNE, con 14 universidades del Reino Unido y dos laboratorios STFC que proporcionan conocimientos y componentes esenciales para el experimento y las instalaciones. Esto va desde el objetivo de producción de neutrinos de alta potencia, los planos de lectura y los sistemas de adquisición de datos al software de reconstrucción.

Un aspecto que buscarán los científicos de DUNE son las diferencias de comportamiento entre los neutrinos y sus homólogos de antimateria, antineutrinos, lo que podría darnos pistas sobre por qué vivimos en un universo dominado por la materia, en otras palabras, por qué estamos todos aquí, en lugar de haber sido aniquilados justo después del Big Bang. DUNE también estará atento a los neutrinos producidos cuando una estrella explota, que podría revelar la formación de estrellas de neutrones y agujeros negros, e investigará si los protones viven para siempre o eventualmente se desintegran, acercándonos a la realización del sueño de Einstein de una gran teoría unificada.

El experimento DUNE atraerá a estudiantes y jóvenes científicos de todo el mundo, ayudando a fomentar la próxima generación de líderes en el campo y a mantener la fuerza laboral científica altamente capacitada en todo el mundo.