Com o surto de COVID-19 na Itália, pesquisadores trabalhando em um experimento de física nuclear chamado CUORE em um laboratório subterrâneo no centro da Itália lutaram para manter o experimento ultrassensível em execução e lançar novas ferramentas e regras para operações remotas.

Este experimento de Observatório Subterrâneo Criogênico para Eventos Raros - projetado para encontrar um processo nunca antes visto envolvendo partículas fantasmagóricas conhecidas como neutrinos, para explicar por que a matéria venceu a antimatéria em nosso universo, e também para caçar por sinais de matéria escura misteriosa - continua com sua coleta de dados ininterrupta enquanto alguns outros projetos e experimentos ao redor do globo foram colocados em espera.

Encontrar evidências para esses processos raros requer longos períodos de coleta de dados - e muita paciência. CUORE tem coletado dados desde maio de 2017, e após os esforços de atualização em 2018 e 2019, o experimento foi executado continuamente.

Antes da pandemia atingir, já havia ferramentas no local que estabilizavam o resfriamento extremo necessário para os detectores CUORE e forneciam alguns controles remotos e monitoramento de sistemas CUORE, observou Yury Kolomensky, cientista sênior do corpo docente do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley do Departamento de Energia dos EUA (Berkeley Lab) e porta-voz da CUORE nos EUA.

A rápida disseminação global da doença, e restrições relacionadas ao acesso ao experimento CUORE no Laboratório Nacional Gran Sasso (Laboratori Nazionali del Gran Sasso, ou LNGS, operado pelo Instituto Italiano de Física Nuclear, INFN) no centro da Itália, incentivou a liderança e os pesquisadores do CUORE - trabalhando em três continentes - a agir rapidamente para aumentar os controles remotos e se preparar para um período prolongado com acesso apenas limitado ao experimento.

Poucos dias antes de as novas restrições entrarem em vigor no Gran Sasso, A liderança do CUORE em 4 de março tomou a decisão de implantar rapidamente um novo sistema remoto e trabalhar os detalhes de como melhor manter o experimento com equipe limitada e com pesquisadores monitorando em diferentes fusos horários. O novo sistema estava totalmente operacional cerca de uma semana depois, e os pesquisadores do Berkeley Lab desempenharam um papel importante na implementação.

"Já estávamos planejando fazer a transição para operações remotas de turno, por meio do qual um cientista em uma instituição de origem monitoraria os sistemas em tempo real, responder a alarmes, e ligar para o pessoal no local e de plantão, caso seja necessária uma intervenção de emergência, "Kolomensky disse, adicionando, "Estávamos comissionando o sistema no momento do surto."

Brad Welliver, um pesquisador de pós-doutorado, atuou como desenvolvedor líder do Berkeley Lab para o novo sistema de monitoramento remoto, e o cientista da equipe do Berkeley Lab, Brian Fujikawa, foi o líder geral do projeto para os controles remotos aprimorados, conhecido coletivamente como CORC, para CUORE Online / Offline Run Check.

Fujikawa testou controles para iniciar e interromper o processo de coleta de dados, e também realizou outros testes eletrônicos para o experimento em sua casa na área da baía de São Francisco.

Ele observou que o sistema está programado para enviar e-mail e alarmes de voz para o pesquisador CUORE designado no turno se algo estiver errado com qualquer sistema CUORE. "Este sistema de alarme é particularmente importante ao operar CUORE remotamente, " ele disse, como em alguns casos, os trabalhadores no local podem precisar visitar o experimento imediatamente para realizar reparos ou outro trabalho necessário.

Desenvolvimento dos chamados "controles lentos, "que permite aos pesquisadores monitorar e controlar equipamentos CUORE, como bombas e sensores, foi liderado por Joe Johnston no Instituto de Tecnologia de Massachusetts.

"Agora podemos realizar a maioria das operações de 6, 000 milhas de distância, "Kolomensky disse.

E muitos participantes em toda a colaboração continuam a desempenhar papéis significativos no experimento em suas casas, desde a análise de dados e redação de artigos até a participação em planejamento de longo prazo e reuniões remotas.

Apesar das restrições de acesso no Gran Sasso, os experimentos ainda estão acessíveis para o trabalho e exames necessários. O laboratório permanece aberto de forma limitada, e sua equipe ainda mantém todos os serviços e equipamentos necessários, de ônibus a serviços de computação.

Laura Marini, um pesquisador de pós-doutorado na UC Berkeley que atua como coordenador de corrida para CUORE e agora está morando perto de Gran Sasso, está entre um punhado de pesquisadores CUORE que ainda visitam rotineiramente o local do laboratório.

"Como coordenador de corrida, Preciso ter certeza de que o experimento funciona bem e a qualidade dos dados é boa, "disse ela." Antes da propagação da pandemia, Eu estava indo para o subterrâneo, talvez não todos os dias, mas pelo menos algumas vezes por semana. "Agora, pode ser uma vez a cada duas semanas.

Às vezes ela está lá para realizar consertos simples, como um computador travado que precisa ser reiniciado, ela disse. Agora, além do capacete e sapatos pesados ​​necessários, Marini - como tantos outros ao redor do mundo que continuam trabalhando - deve usar máscara e luvas para se proteger contra a disseminação do COVID-19.

O simples ato de dirigir até o local do laboratório pode ser complicado, também, ela disse. "O outro dia, Eu tive que ir para a clandestinidade e a polícia me parou. Então eu tive que preencher um papel para declarar porque eu estava indo para a clandestinidade, o fato de que era necessário, e que eu não estava apenas vagando de carro, "ela disse. As restrições na Itália impedem a maioria dos tipos de viagens.

Os pesquisadores do CUORE observam que têm sorte de o experimento já estar em um estado de coleta de dados estável quando a pandemia aconteceu. "Não há necessidade de intervenção contínua, "Marini disse." Podemos fazer a maior parte de nossas verificações remotamente. "

Ela disse que é grata por fazer parte de uma equipe internacional que "trabalhou juntos em um objetivo comum e continua a fazê-lo", apesar dos desafios atuais.

Kolomensky observou que algumas das manutenções regulares e atualizações planejadas para CUORE serão adiadas como resultado das restrições de abrigo no local, embora também pareça haver um benefício estranho da atividade reduzida no local do Gran Sasso. "Vemos uma redução geral no ruído do detector, que atribuímos a um nível significativamente mais baixo de atividade no laboratório subterrâneo e menos tráfego no túnel rodoviário, "disse ele. Os pesquisadores estão trabalhando para verificar isso.

CUORE já tinha sistemas para monitorar individualmente e remotamente a obtenção de dados por cada um dos 988 detectores do experimento. Benjamin Schmidt, um pesquisador de pós-doutorado do Berkeley Lab, tinha até desenvolvido um software que automaticamente sinaliza períodos de "ruído" ou má obtenção de dados capturados pelo conjunto de detectores CUORE.

Kolomensky observou que o trabalho nas ferramentas remotas do CORC continua. "À medida que ganhamos mais experiência e descobrimos problemas, melhorias e correções de bugs foram implementadas, e esses esforços ainda estão em andamento, " ele disse.