Air Products fornecerá sistema de refrigeração por liquefação de nitrogênio para um dos maiores experimentos de física do mundo que estuda as origens do Universo

Air Products assina contrato com Fermi Research Alliance LLC, um laboratório nacional do Departamento de Energia dos EUA, para projeto plurianual em andamento no Deep Underground Neutrino Experiment em Dakota do Sul

LEHIGH VALLEY, Pensilvânia, 19 de julho de 2023 /PRNewswire/ -- Não com um big bang, mas com um toque silencioso de caneta, representantes da Air Products e da Fermi Research Alliance LLC (FRA), que administra e opera a DOE Fermi dos EUA O Laboratório Nacional de Aceleradores, conhecido como Fermilab, assinou um contrato com a Air Products para fornecer um pacote personalizado de equipamentos de liquefação de nitrogênio para apoiar a pesquisa do Deep Underground Neutrino Experiment, DUNE.

O experimento DUNE acontecerá a mais de um quilômetro abaixo da superfície de Black Hills, em Dakota do Sul, localizado no Sanford Underground Research Facility (SURF) e no campus de pesquisa do Fermilab em Illinois. O Fermilab, com sede nos EUA, lidera a participação de 35 países no projeto DUNE.

"A Air Products está entusiasmada em trazer a nossa experiência e tecnologia avançada na área de gases industriais para ajudar a DUNE neste importante trabalho", disse o Dr. Samir J. Serhan, Diretor de Operações da Air Products. "Os engenheiros da Air Products desenvolveram uma solução inovadora que incorpora várias partes do nosso negócio para criar um sistema de refrigeração de nitrogênio que será transportado para o subsolo e montado modularmente nas cavernas subterrâneas da unidade SURF."

Veja como a Air Products está contribuindo para o experimento DUNE.

As vastas cavernas de DUNE abrigarão grandes criostatos cheios de argônio líquido, cada um do tamanho de um prédio de cinco andares. Esses grandes criostatos de argônio permitirão a detecção de neutrinos provenientes de um feixe acelerador de prótons gerado a cerca de 1.300 quilômetros de distância em Batavia, Illinois. O sistema de liquefação de nitrogênio, projetado pela Air Products, será usado para resfriar e recondensar continuamente o argônio que evapora do sistema de detecção de neutrinos.

O pacote personalizado de equipamentos de refrigeração com nitrogênio inclui tecnologia de diversas unidades de negócios da Air Products, incluindo equipamentos de turbomáquinas Rotoflow®, soluções de membrana PRISM® para geração de nitrogênio e tecnologia Cold Box da Air Products.

DUNE representa o maior experimento físico internacional no estudo de neutrinos. Os físicos acreditam que o estudo destas minúsculas partículas subatómicas no DUNE poderá ajudar o mundo a compreender os fundamentos da matéria e as origens do universo. O trabalho inclui mais de 1.000 cientistas de mais de 35 condados.

“Cada um dos grandes criostatos DUNE conterá 17.500 toneladas métricas de argônio líquido ultrapuro para procurar rastros de partículas”, disse David Montanari, engenheiro do Fermilab que trabalha no projeto. "É necessário um sistema de refrigeração com nitrogênio para encher inicialmente os criostatos com argônio líquido (o argônio é transportado em fase gasosa para o subsolo) e manter o argônio como líquido, recondensando a fervura. Para que o DUNE seja bem-sucedido, precisamos manter as concentrações de impurezas no argônio em menos de um trilionésimo de um por cento. O sistema de refrigeração com nitrogênio é uma etapa essencial para conseguir isso."

Mais sobre o projeto DUNE

O DUNE irá perseguir três objectivos científicos principais através da sua investigação: descobrir se os neutrinos poderão ser a razão pela qual o Universo é feito de matéria; procurar fenômenos subatômicos que pudessem ajudar a realizar o sonho de Einstein de unificação de forças; e observar neutrinos emergindo de uma estrela em explosão, talvez testemunhando o nascimento de uma estrela de nêutrons ou de um buraco negro.

Os neutrinos estão por toda parte, mas raramente interagem com a matéria. A cada segundo, trilhões dessas partículas passam pelo nosso corpo e saem sem deixar rastros. Ao estudar estas partículas fantasmagóricas, os físicos esperam responder a questões como: Porque é que o universo é feito de matéria? Qual é a relação entre as quatro forças da natureza? Como os buracos negros se formam após a explosão de uma estrela?

O Fermilab do DOE é o laboratório anfitrião do DUNE e, em parceria com agências de financiamento, contribui com conhecimentos e componentes que proporcionam benefícios económicos a cada uma das instituições e países parceiros participantes. DUNE consiste em detectores massivos de neutrinos, no Fermilab em Illinois e no SURF em Dakota do Sul. A Long-Baseline Neutrino Facility produzirá o feixe de neutrinos mais intenso do mundo e fornecerá a infraestrutura para os detectores. O acelerador de partículas PIP-II no Fermilab alimentará o feixe de neutrinos.