Alors que l'épidémie de COVID-19 s'est installée en Italie, des chercheurs travaillant sur une expérience de physique nucléaire appelée CUORE dans un laboratoire souterrain du centre de l'Italie se sont efforcés de maintenir l'expérience ultrasensible en marche et de lancer de nouveaux outils et règles pour les opérations à distance.

Cette expérience d'observatoire souterrain cryogénique pour les événements rares, conçue pour découvrir un processus inédit impliquant des particules fantomatiques connues sous le nom de neutrinos, expliquer pourquoi la matière l'a emporté sur l'antimatière dans notre univers, et aussi à la recherche de signes de mystérieuse matière noire – poursuit sa collecte de données sans interruption tandis que d'autres projets et expériences à travers le monde ont été suspendus.

Trouver des preuves de ces processus rares nécessite de longues périodes de collecte de données et beaucoup de patience. CUORE collecte des données depuis mai 2017, et après des efforts de mise à niveau en 2018 et 2019, l'expérience s'est déroulée en continu.

Avant que la pandémie ne frappe, il existait déjà des outils qui stabilisaient le refroidissement extrême requis pour les détecteurs de CUORE et fournissaient des télécommandes et une surveillance des systèmes CUORE, a noté Yury Kolomensky, chercheur principal du département de l'Énergie du Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) du département américain de l'Énergie et porte-parole américain de CUORE.

La propagation mondiale rapide de la maladie, et les restrictions liées à l'accès à l'expérience CUORE au Laboratoire national du Gran Sasso (Laboratori Nazionali del Gran Sasso, ou GNL, exploité par l'Institut italien de physique nucléaire, INFN) en Italie centrale, a incité la direction et les chercheurs de CUORE, travaillant sur trois continents, à agir rapidement pour augmenter les commandes à distance afin de se préparer à une période prolongée avec un accès limité à l'expérience.

Quelques jours seulement avant l'entrée en vigueur des nouvelles restrictions au Gran Sasso, Le 4 mars, la direction de CUORE a pris la décision de déployer rapidement un nouveau système à distance et de déterminer les détails de la meilleure façon de maintenir l'expérience avec un personnel limité et avec des chercheurs surveillant dans différents fuseaux horaires. Le nouveau système était pleinement opérationnel environ une semaine plus tard, et les chercheurs du Berkeley Lab ont joué un rôle dans son déploiement.

« Nous prévoyions déjà de passer à des opérations de quart à distance, où un scientifique d'une institution d'origine surveillerait les systèmes en temps réel, répondre aux alarmes, et appeler le personnel sur place et de garde en cas d'intervention d'urgence, " Kolomensky a dit, ajouter, "Nous mettions le système en service au moment de l'épidémie."

Brad Welliver, un chercheur postdoctoral, a été le développeur principal de Berkeley Lab pour le nouveau système de surveillance à distance, et le scientifique du Berkeley Lab, Brian Fujikawa, était le chef de projet global pour les télécommandes améliorées, collectivement connu sous le nom de CORC, pour CUORE Online/Offline Run Check.

Fujikawa a testé des contrôles pour démarrer et arrêter le processus de collecte de données, et a également effectué d'autres tests électroniques pour l'expérience depuis son domicile dans la région de la baie de San Francisco.

Il a noté que le système est programmé pour envoyer des e-mails et des alarmes vocales au chercheur CUORE de quart désigné si quelque chose ne va pas avec un système CUORE. "Ce système d'alarme est particulièrement important lors de la commande à distance de CUORE, " il a dit, car dans certains cas, les travailleurs sur place peuvent avoir besoin de visiter l'expérience rapidement pour effectuer des réparations ou d'autres travaux nécessaires.

Développement de soi-disant "contrôles lents, " qui permettent aux chercheurs de surveiller et de contrôler les équipements CUORE tels que les pompes et les capteurs, était dirigée par Joe Johnston au Massachusetts Institute of Technology.

"Maintenant, nous pouvons effectuer la plupart des opérations à partir de 6, 000 milles de distance, " a déclaré Kolomenski.

Et de nombreux participants à travers la collaboration continuent de jouer des rôles significatifs dans l'expérience depuis leur domicile, de l'analyse des données et de la rédaction d'articles à la participation à la planification à long terme et aux réunions à distance.

Malgré les restrictions d'accès au Gran Sasso, les expériences sont toujours accessibles pour les travaux et les bilans nécessaires. Le laboratoire reste ouvert de manière limitée, et son personnel maintient toujours tous ses services et équipements nécessaires, des navettes aux services informatiques.

Laura Marini, un chercheur postdoctoral à UC Berkeley qui sert de coordinateur de course pour CUORE et vit maintenant près du Gran Sasso, fait partie d'une poignée de chercheurs de CUORE qui visitent encore régulièrement le site du laboratoire.

"En tant que coordinateur de course, Je dois m'assurer que l'expérience fonctionne bien et que la qualité des données est bonne, " a-t-elle dit. " Avant la propagation de la pandémie, J'allais sous terre peut-être pas tous les jours, mais au moins quelques fois par semaine." Maintenant, cela peut être environ une fois toutes les deux semaines.