Undersøgelse af universet kan hjælpe med at forbedre den globale sikkerhed

Et stort forskningsprojekt mellem Storbritannien og USA for at udnytte eksisterende partikelfysikforskningsteknikker for fjernovervågning af atomreaktorer er blevet lanceret med hjælp fra forskere ved University of Sheffield.

Forventes at være operationel fra 2022 efter at have fået tildelt ny finansiering på næsten 10 millioner pund fra UK Research and Innovations nye Fund for International Collaboration, Advanced Instrumentation Testbed (AIT) projektets 6, 500 tons detektor vil måle de harmløse subatomare partikler kaldet antineutrinoer, der udsendes af et eksisterende atomkraftværk 25 kilometer væk.

Projektet vil teste, om teknikken i fremtiden kan skaleres op til fjernere overvågning af atomkraftsteder. Hvis det lykkes, dette kan forbedre den globale sikkerhed. Bedre forståelse af neutrinoer og antineutrinoer ville også hjælpe med at løse nogle af mysterierne omkring universets oprettelse.

AIT -detektoren kaldes WATCHMAN, et akronym for WATer CHerenkov Monitor of ANtineutrinos.

Det vil blive bygget 1,1 kilometer under jorden ved ICL Boulby -minen i North Yorkshire - den dybeste driftsmine i Europa. AIT-WATCHMAN vil blive understøttet af Boulby Underground Laboratory, en eksisterende tværfaglig dyb underjordisk videnskabsfacilitet, der drives af Storbritanniens Science and Technology Facilities Council (STFC).

Rigelig i hele universet, og skabt af vores egen sol og andre stjerner, neutrinoer er blandt de vanskeligste fundamentale partikler at studere, da de ikke bærer elektrisk ladning og sjældent interagerer med almindeligt stof. At studere egenskaberne af neutrinoer og antineutrinoer er en vigtig komponent i bredere fysikforskning af universets oprindelse, især den tilsyneladende ubalance mellem stof og antistof.

Professor Mark Thomson er administrerende formand for Science and Technology Facilities Council, der fører tilsyn med den britiske levering af projektet. Han sagde:"Storbritannien og USA har en lang historie med videnskabeligt samarbejde, især i at oversætte de teknikker, der bruges til grundlæggende videnskab til at løse problemer i den virkelige verden.

"Dette projekt hjælper ikke kun med at forbedre det globale sikkerhedssamarbejde, det vil også give et boost til fælles forskningsindsats i neutrinoer og antineutrinoer – forskning, som kan hjælpe med at løse nogle af mysterierne omkring skabelsen af ​​universet."

Siden 2016 har University of Sheffield har været Storbritanniens førende akademiske institution på AIT-WATCHMAN-projektet. Fysikere fra University of Sheffield har arbejdet sammen med samarbejdspartnere fra universiteterne i Edinburgh og Liverpool, samt nationale forsvars- og sikkerhedsagenturer, herunder etableringen af ​​atomvåben, på AIT-WATCHMAN projektet.

Dr. Matthew Malek fra University of Sheffield er den akademiske hovedforsker for Storbritannien. Dr. Malek sagde:"Det smukke ved AIT-WATCHMAN er, at det gør det muligt for os at lære mere om universet på så mange niveauer, samtidig med at de støtter et innovativt program for ikke-spredning. Vi vil studere en af ​​naturens grundlæggende byggesten, neutrino, og vi vil bruge den til at søge efter supernovaer i andre dele af vores galakse.

"På samme tid, vi udvikler nye teknikker, der vil have en positiv indvirkning på Storbritannien og resten af ​​verden. "

Dr. Adam Bernstein fra Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) i Californien er projektdirektør for AIT-WATCHMAN. Han sagde:"ICL-Boulby-stedet for AIT, med sin nærhed til et eksisterende reaktorkompleks, er det ideelle sted for vores eksperiment.

"WATCHMAN og AIT giver fysik- og ikke-spredningssamfundene en sjælden mulighed for at arbejde sammen om at udnytte neutrino-detektion til det praktiske formål at overvåge atomreaktorer uden indgriben."

Professor Sean Paling er æresprofessor ved University of Sheffield samt direktør for det eksisterende STFC Underground Science Laboratory ved ICL Boulby Mine. Professor Paling tilføjede:"Det er fantastisk at få dette forskningsprojekt i verdensklasse til at komme til Storbritannien og Nordøstregionen. Boulby er et særligt sted for videnskab i Storbritannien og understøtter allerede en række rene og anvendte videnskabelige undersøgelser fra astrofysik til undersøgelser af livet på Jorden og videre.

"Dette nye projekt vil supplere og forbedre det eksisterende program og øge laboratoriets status i det internationale videnskabssamfund."