Experti z Ústavu elektrotechniky merajú elektromagnetické prostredie v Gotthardskom tuneli

V rámci spolupráce s Európskym laboratóriom pre jadrový výskum CERN v Ženeve sa experti z Ústavu elektrotechniky FEI STU zapojili do prípravnej štúdie výberu lokality pre nový typ detektora gravitačných vĺn AION [1]. Detektor využíva interferenciu medzi vlnovými balíkmi laserom chladených atómov na hľadanie gravitačných vĺn a temnej hmoty. Detektor typu AION vyžaduje dlhú vertikálnu vákuovú komoru, v ktorej sa pohybujú atómy Cézia.

Prvý prototyp detektora AION-10 s 10-metrovou vertikálnou vákuovou komorou je v prevádzke na Oxfordskej univerzite. Výber vhodnej lokality pre nasledujúci 100 metrov dlhý plnohodnotný detektor prebehol v rokoch 2023-2024 a skvelým kandidátom je 140 metrov hlboká vertikálna prístupová šachta do urýchľovača LHC [2]. Zároveň prebieha identifikácia lokality s hĺbkou optimálne 1 km pre finálny detektor. Vynikajúcu príležitosť poskytuje vertikálna prístupová šachta pre podzemnú vlakovú stanicu Porta Alpina [3] v Gotthardskom tuneli [4] medzi Švajčiarskom a Talianskom. S hĺbkou 800 m ide o najhlbšie položenú vlakovú stanicu a najdlhší dopravný tunel na svete.

Meranie interferencie studených atómov Cézia vyžaduje extrémne stabilné prostredie z hľadiska seizmických vibrácií a elektromagnetického pozadia. Pre merania elektromagnetického pozadia experti z Ústavu elektrotechniky FEI STU v spolupráci s CERN vyvinuli a zrealizovali trojosové širokopásmové senzory magnetického poľa, ktoré boli spolu s ostatnými senzormi a akvizičnými systémami nainštalované na povrchu aj 800 metrov pod zemou. Rôzne senzory budú 6 týždňov zbierať dáta o magnetickom poli a všeobecnom elektromagnetickom pozadí v rozsahu zlomku mHz až 100 kHz, seizmickom pozadí a seizmickej aktivite indukovanej prevádzkou tunela a vybraných environmentálnych ukazovateľoch.

[1] An Atom Interferometer Observatory and Network (AION)

[2] A Long-Baseline Atom Interferometer at CERN: Conceptual Feasibility Study

[3] Porta Alpina

[4] Gotthard Base Tunnel