“Great relief, huge support !”

P-One

“Thanks for your Scientific Support!….moving our cryostats is now easier and safer, thanks to the transport and installation aid, which was individually designed to meet our needs.”

Nucleus

“Scientific Support demonstrated impressive subject expertise and achieved project milestones without delay.”

Double Chooz

“The help of Scientific Support was essential for the realization of the project.”

Osiris

The CRAB-Experiment

Die CRAB-Messung ist eng verbunden mit dem Nucleus-Experiment (siehe weiter unten), indem ein ultra-tiefgekühlter Kristall eingesetzt wird, um kohärente Neutrino Streuung nachzuweisen. Für den Nachweis dieser sehr schwachen Interaktion, ist es von entscheidender Bedeutung den Untergrund zu gut kennen und die Reaktion des Kristalls darauf genau zu verstehen. Neutronen bilden hier den schwierigsten Teil des Untergrunds und genau hier kommt das CRAB-Experiment ins Spiel. Die CRAB-Kollaboration nutzt einen bestehenden Kryostaten der TUM, um die Reaktion des Kristalls auf Neutronen mit bekannter Energie zu untersuchen. Das Atominstitut der TU-Wien verfügt über einen Forschungsreaktor und passende Messplätze, um einen Kryostaten dieser Größe aufzunehmen und ihn mit einem fokussierten Neutronenstrahl bestrahlen. Um diese Messung zu realisieren, musste der stationäre Aufbau in München erst mobilisiert werden und im Anschluss nach Wien umziehen. Hier konnten wir helfen.

Unsere Aufgabe für CRAB…

Konsolidierung und Mobilisierung eines bestehenden Messaufbaus:

Ein zentraler Bestandteil war die Konsolidierung und Mobilisierung des bestehenden Gas-Handling Systems für den CRAB-Kryostaten. Dabei entwickelten wir ein neues mobiles Bediensystem, das Anschlüsse, Bedienelemente und Arbeitsschritte für einen Cool-Down kompakt an einem Ort vereint. Wir konsolidierten alle bestehenden und bisher stationären Komponenten des bestehenden Aufbaus, wie das Gas-Handling, Pumpen, das DAQ-Systeme sowie alle Zu- und Abgänge für Strom- & Gasversorgung und brachten alles kompakt und effizient in einer mobilen und von allen Seiten bedienbaren Rahmenkonstruktion unter. Wir freuen uns berichten zu können, dass schon der erste Versuch eines Cool-Downs mit unserem neuen Bediensystem auf 14mK erfolgreich war.

Entwicklung einer „Vibration Damping Unit“

Parallel dazu arbeiteten wir an der Entwicklung der „Vibration Damping Unit“. Diese Einheit musste so konzipiert werden, dass sie die durch das mobile System, bzw. von dessen Pumpen erzeugten Vibrationen effektiv absorbiert und eine Ausbreitung in Richtung Kryostaten vermeidet. Die größte technische Hürde war es, eine Dämpfung zu erreichen, die den strengen Anforderungen des CRAB-Experiments entspricht, ohne Komplexität des Systems zu erhöhen. Wir konnten eine Lösung realisieren, die Vibrationen minimal hält und so die Messgenauigkeit gewährleistet.

Umzug des CRAB-Experiments von München nach Wien

Eine besonders anspruchsvolle Phase des Projekts war der Umzug des empfindlichen CRAB-Experiments vom Untergrundlabor in Garching zum Atominstitut der Technischen Universität in Wien. Der Transport des hochsensiblen Kryostaten stellte eine große technische Herausforderung dar, da jede Beschädigung durch Erschütterungen vermieden werden musste. Wir entwickelte spezielle Transportvorrichtungen und ergriffen alle Maßnahmen, um sicherzustellen, dass der Kryostat ohne Schäden an sein Ziel gelangte. Diese sorgfältige Planung und Ausführung ermöglichten einen reibungslosen Umzug. Der Kryostat wurde nach dem Umzug erfolgreich in Betrieb genommen und erreichte ohne Problem die für die Messung nötige Temperaturschwelle von unter 10mK.

Mainz Advanced Neutron Gamma Observatory 

Die schwache Wechselwirkung von Neutrinos mit normaler Materie, zwingt Experimentatoren dazu großvolumige und mit Flüssigkeit gefüllte Detektor zu bauen. Diese Eigenschaften und die Qualität dieser flüssigen Detektormaterialien sind entscheidend für das jeweilige Experiment, weshalb deren Reaktion auf ein Neutrino oder störenden Untergrundereignissen bis ins Detail verstanden sein muss. Hier kommt das Mango ins Spiel, welches erlaubt flüssige Detektormaterialien mit Neutronen bekannter Energie zu bestrahlen und dessen Reaktion zu messen. Hierfür wird ein fokussierter Neutronenstrahl auf ein Targetvolumen gerichtet und die Wirkung der Neutronen auf das Targetmaterial mit Photomultiplieren untersucht. Hinzukommt ein einstellbares und geführtes Array aus Neutronen-& Gamma-Sensoren, das automatisiert nach Winkelabhängikeiten gestreuter Neutronen oder emittierter gamma-Strahlung suchen kann.

Unsere Aufgabe für MANGO…

Anforderungsanalyse und Planung

Gemeinsam mit der Arbeitsgruppe sammelten und definierten wir die Anforderungen für den neuen Messaufbau. Auf dieser Basis erarbeiteten wir einen detaillierten Vorschlag, den wir anhand eines 3D-Modells visualisierten, um eine optimale Abstimmung zu ermöglichen.

Optimierung und Umsetzung:

Nach der Rückmeldung des Kunden optimierten wir den Entwurf, um alle spezifischen Wünsche zu berücksichtigen. In unserer eigenen Werkstatt bauten wir den motorisierten Messaufbau und testeten die Ansteuerung, um eine reibungslose Funktion sicherzustellen.

Zusammenarbeit mit der Uni-Werkstatt:

Für die Realisierung kritischer Bauteile arbeiteten wir eng mit der hauseigenen Werkstatt des Physikinstituts der Universität Mainz zusammen. Die Produktionspläne und Zeichnungen wurden von uns erstellt, während die Werkstatt vor Ort die Bauteile präzise fertigte, die wir dann in unseren Aufbau integrierten.

Transport und Inbetriebnahme:

Nach erfolgreicher Fertigstellung transportierten wir den Aufbau sicher zur Universität Mainz. Dort nahmen wir das System vor Ort in Betrieb und begleiteten die Arbeitsgruppe bei den ersten Schritten mit ihrem neuen Messsystem.

Der OSIRIS-Detektor am JUNO-Experiment

Der OSIRIS-Detektor wird im Rahmen des JUNO-Experiments benötigt, um die Reinheit des Detektorflüssigkeiten sicherzustellen. Während des mehrmonatigen Füllphase des JUNO-Experiments wird ein Teil der 20.000t des Flüssig-Szintillators umgeleitet und durch den OSIRIS-Detektor geführt, wo er auf kleinste radioaktive Unreinheit hin untersucht wird. Hierfür müssen alle verwendeten System eine radioaktive Reinheit von 10-16 g/g in 238-Uran und 232-Thorium aufweisen. Der OSIRIS-Detektor besteht aus zwei Volumen – einem inneren Volumen mit 20m³ für das Szintillator-Monitoring und ein umschließendes, temperiertes und ultra-reines Wasservolumen mit 550t zur Erkennung und Abschirmung allgegenwärtiger Radioaktivität. Zum Betrieb dieses Detektors benötigt OSIRIS hochspezialisierte und hochreine Liquid- und Gas-Handling Systeme sowie ein umfangreiches Monitoring System, dass den Detektor überwacht und einen sicheren Betrieb garantiert. Mit unserer Erfahrung unterstützen wir eine Arbeitsgruppe am Institut für Physik der Johannes Gutenberg-Universität Mainz bei der Planung und Umsetzung dieser Systeme.

Unsere Aufgabe für Osiris… 

Von Anfang an dabei entwickelten wird das passende Konzept für die benötigten Detektorsysteme, optimierten die Systemarchitektur und definierten die nötigen Prozesse, um alle Systemfunktionen abzubilden. Als „single point of contact“ reduzierten wir den Aufwand für die Forschungsgruppe und übernahmen die Verantwortung für die richtige Umsetzung aller Systeme, die von Unternehmen aus unserem Netzwerk realisiert wurden.

Die Meinung unseres Kunden !

„Die Unterstützung von Scientific Support war für die Durchführung unseres Projekts essenziell…Sehr hilfreich waren die reichhaltige Projekterfahrung und das Netzwerk an spezialisierten Firmen. Bei der Umsetzung des Projektes zeigte sich zudem, dass wir sehr von der Kontinuität einer mehrjährigen Projektbegleitung profitierten.“

Das Nucleus Experiment

Das Nucleus Experiment möchte eine neue Methode nutzen, um Neutrinos auch ohne die sonst notwendigen großvolumigen Detektoren nachzuweisen. Dieser 1974 vorgesagte und erst kürzlich nachgewiesen Prozess, heißt „kohärente Neutrino Streuung“ und beschreibt einen elastischen Streuprozess der schwachen Wechselwirkung in dem ein Neutrino an einen Atomkern streut und dabei einen Teil seiner Energie als Rückstoß an den Atomkern abgibt. Dieser winzige Energieübertrag kann als Gitterschwingung in einem ultra-tiefgekühlten Kristall nachgewiesen werden, und erlaubt so den Nachweis einer Neutrinointeraktion. Wichtigstes Hilfsmittel ist hier der Kryostat, der es erlaubt den Kristall auf wenige Millikelvin über den absoluten Nullpunkt abzukühlen.

Unsere Aufgabe für Nucleus…

Mit den Anforderungen den vollständig ausgerüsteten Kryostaten sicherer zwischen Standorten bewegen zu können und darüber hinaus den Ein- und Ausbau des Kryostaten zu erleichtern, konzeptionierten und realisierten wir eine auf die Anforderungen von Nucleus individuell zugeschnittene Transportlösung. Dieser Transportwagen erlaubt es den Kryostaten ohne Absetzen aus seinem Haltegerüst zu heben, den Kryostaten schwingungsgedämpft von einem Labor in anderes zu transportieren und, dort angekommen, den Kryostaten in das dortige Haltegerüst einzubauen.

…und die Meinung des Kunden !

“Thanks for your Scientific Support!….moving our cryostats is now easier and safer, thanks to the transport and installation aid, which was individually designed to meet our needs.”

Pacific Ocean Neutrino Experiment 

Das P-One Experiment ist eine Initiative zur Errichtung eines Neutrino-Teleskops im Pazifischen Ozean, um das beobachtbare Fenster des Universums auf die höchsten Energien zu erweitern. Das Ziel ist, Neutrinos zu erforschen, die bei kosmischen Ereignissen erzeugt werden und kosmologische Entfernungen unbeeinflusst und ungehindert zurücklegenn. Die Detektion dieser schwer fassbaren hochenergetischen Teilchen ist eine Herausforderung: Es erfordert einen unterseeischen und mehrere Kubikkilometer großen Detektor, der mit Tausenden von Lichtsensoren ausgestattet ist.

Unsere Aufgaben für P-One…

Wir unterstützen das Experiment mit einer durchgehenden Projektbegleitung und kümmern uns darum den Wissenschaftlern mehr Zeit für die Physik zu geben. Wir organisieren und moderieren interdisziplinäre Workshops, um ein gemeinsames Verständnis zu entwickeln und strukturiert alle Anforderungen für benötigte Systeme einzusammeln. Wir unterstützen bei der Suche von Zulieferern, organisieren Materialprüfungen, realisieren Prototypen und kümmern uns um die Durchführung von Funktionstest sowie den reibungslosen Ablauf einer späteren Umsetzung

…und die Meinung des Kunden !

 „Huge support, great relieve !“ 

Double Chooz (2021-2022)

[Arxiv: DC-Paper 2022] Nach insgesamt zwölf Jahren Dienstzeit des ersten Detektors beginnt nun die letzte Phase des Double Chooz Experiments. Ein absolut störungsfreier und sicherer Betrieb des Detektors zeigt die Qualität aller Systeme, die für den Betrieb notwendig waren, so auch die von uns entwickelten Liquid-, Gas-Handling und Monitoring Systeme. In der letzten Phase wird der Detektor nun kontrolliert geleert und das Experiment zurück gebaut. Mit unserer Erfahrung unterstützen wir den Lehrstuhl für experimentelle Astroteilchen Physik der Technischen Universität München bei der Planung und Umsetzung Ihrer Aufgaben.

unsere Aufgabe für Double Chooz 

Gemeinsam mit den beteiligten Gruppen planten wir den sicheren Prozesses und die Auslegung nötiger Systeme zum kontrollierten Entleeren der ineinander liegenden Detektorvolumen, ohne die fragilen Detektorgefäße dabei zu beschädigen. Vorort verantworteten wir für die TUM die Umsetzung des komplexen Entleerungsprozesses, die genauen Messung des Szintillator-Volumens und den Rückbau der beteiligten Liquid-& Gas-Handling Systeme. Dank unsere guten Kontakte sorgten wir zudem für Synergien und kümmerten uns darum, dass wieder verwendbare Elemente dem Lehrstuhl oder auch anderen Experimenten zu Gute kamen.

…und die Meinung des Kunden !

“Scientific Support demonstrated impressive subject expertise and achieved project milestones without delay.”

Legend 1000

Das Legend 1000 Experiment möchte ein grundlegendes Geheimnis der Teilchenphysik klären. Sind Neutrinos Majorana-Teilchen und damit in der Lage ihre eigenen Anti-Teilchen zu sein? Wenn Sie es sind, ist Legend 1000 der ideale Detektor, um den Nachweis zu führen. Das Experiment versucht den enutrinolosen Doppel-Beta Zerfall in einem 76Ge-Atom nachzuweisen. Ein sehr seltener Zerfall, indem zwei Beta-Zerfälle gleichzeitig ablaufen und damit zwei Elektronen und zwei Anti-Neutrinos entstehen, wobei sich letztere aber noch während der Reaktion gegenseitig annihilieren. Bei erfolgreicher Messung dieser Reaktion wäre bestätigt, dass das Neutrino sein eigenes Anti-Teilchen ist und somit eben ein Majorana-Teilchen.

…unsere Aufgabe für Legend

Wir unterstützen das Experiment in der Konzeptionsphase und helfen mit unserer Erfahrung bei der Umsetzung von Projekten und der Organisation von verschiedenen Industriepartnern. Als single-point of contact, übernehmen wir die Suche und das Ansprechen aller Zulieferer, holen Angebote ein und erstellen Gesamtkostenanalysen für anstehenden Projekte. So entlasten wir das wissenschaftliche Personal und liefern alle Informationen, die Sie benötigen, um die nächsten Projektentscheidungen zu treffen.

Das Double Chooz Experiment

(2007-2010)

Double Chooz ist ein Neutrino dissapearance Experiment, das Reaktorneutrinos nutzt, um Neutrino-Oszillationen zu vermessen. Dafür nutzt Double Chooz zwei identische Detektoren mit unterschiedlichem Abstand zu einem kommerziellen Kernreaktor und vergleicht die gemessenen Energiespektren des emittierten Neutrinoflusses. Beide Detektoren haben den gleichen, mehrschichtigen und fragilen Aufbau und benötigen hochpräzise Liquid-& Gas-Handling sowie Monitoring Systeme, um sicher befüllt und betrieben werden zu können.

  • Liquid-Handling Systeme – vier unabhängige Systeme, die den fragilen und mehrschichtigen Detektor mit einem Volumen von 220m³ parallel, hochgenau und sicher befüllen.

  • Gas-Handling Systeme – für ein stabiles, sauberes und sicheres Niederdruck-Blanket über allen Teilen des Detektors, von der N2-Versorgung bis zur Ventilation.

  • Monitoring Systeme – ein vollständig redundantes Messsystem zur Kontrolle von Füllständen, Gasdrücken und Temperaturen zur Überwachung und Kontrolle des Detektors, das jeden Messewert mit zwei unterschiedlichen Messmethoden erfasst, darstellt und archiviert.

Die Planung und Realisierung dieser Systeme, sowie deren Einsatz beim Befüllen des Detektors war die Aufgabe unseres Geschäftsführers, die er im Zuge seiner Promotion an der Technischen Universität München am Lehrstuhl für experimentelle Astroteilchen Physik sehr erfolgreich erledigte. Alle hier gezeigten Bilder sind aus der bei entstandenen Doktorarbeit entnommen.

We support your Experiment

Wir unterstützen Sie bei allen Aufgaben rund um Ihr Projekt

Konzept & Planung

Sie haben eine Idee ? Wir helfen Ihnen bei der Konzepterarbeitung oder übernehmen die Planung ihres Konzepts

Umsetzen & Kontrollieren

Sie haben eine Plan ? Wir helfen Ihnen aktiv bei der Umsetzung und stellen den von Ihnen gewünschten Ablauf mit allen Zwischenzielen sicher.

Gemeinsam zum Patent

Sie haben eine Idee und wollen sie schützen ? Wir können helfen. Mit unserer Erfahrung im Patentwesen, helfen wir Ihnen die richtige Strategie zu finden und Fehler zu vermeiden