VUOTO E MECCANICA (VAC)

7000 M3 DI VUOTO ULTRA ALTO

Un enorme sistema di vuoto è necessario a preservare indisturbate le condizioni per la parte fondamentale del rilevatore:

  • Il raggio laser si propaga dentro due bracci di 3 km mantenuti ad una pressione residua trilioni di volte minore di quella atmosferica;
  • Le masse di test (gli specchi principali) sono contenuti in grandi camere a vuoto che li isolano da effetti acustici e di smorzamento e, non meno importante, preservano la pulizia delle loro superfici

Il sistema di vuoto di Virgo è uno dei più grandi sistemi di vuoto ultra alto mai realizzati nel mondo. La caratteristica più impressionante, forse più del suo volume, è l’estensione della sua superficie esposta = 24000 m2.

Siamo un team di 8 persone, che diventeranno 9 nel 2020 per potenziare gli sforzi di manutenzione e il nostro contributo al progetto della prossima generazione.

Dentro il nostro dipartimento competenze diverse sono combinate in un team unico per svolgere attività complesse e multidisciplinari: assicurare il funzionamento dell’apparato di vuoto, gestire il laboratorio di vuoto, mantenere operativa l’officina e infine le già menzionate strutture di test . È inoltre inclusa la gestione dell’impianto di stoccaggio criogenico.

Durante i lavori sul sito e i principali aggiornamenti dell’apparato di Virgo, spesso esternalizziamo manodopera tecnica per supportarci nel picco delle attività. Il follow-up dei contratti è ancora un altro aspetto della nostra attività.  

Principali collaborazioni: sin dalla creazione di EGO e del suo team di Vuoto, siamo in forte e continuativa collaborazione con vari laboratori nella comunità di Virgo: INFN-PI, INFN-GE, LAL, Nikhef, IFAE… che ospitano gli scienziati che hanno fondato e continuano a supportare la nostra ricerca.

Inoltre, ci impegniamo a mantenere contatti e cooperazione con laboratori all’esterno della nostra comunità: le opportunità e gli argomenti di nostro interesse sono: tecnologia di vuoto, criogenia LN2, pompe da vuoto a ‘basso rumore’, carica (e scarica) elettrostatica sotto vuoto, controllo delle particelle di polvere nel vuoto.

PANORAMICA

IL SISTEMA DI VUOTO DI VIRGO è COMPOSTO DA VARI APPARATI E SPAZI INTERCONNESSI:
  • 2 tubi lungo i bracci di lunghezza 3 km e diametro 1.2 m, abbastanza larghi da limitare l’interferenza fra le pareti del tubo e i fotoni fuoriusciti dal principale percorso ottico del fascio. In essi la pressione residua raggiunge il suo minimo, nonostante la loro enorme estensione.
  • 10 camere verticali (torri) che contengono i principali specchi e banchi ottici, inclusi i loro corrispondenti sistemi di isolamento ‘sismico’.
  • 4+2 criostati di grandi dimensioni, raffreddati tramite azoto liquido, che permettono grandi velocità di pompaggio per il vapore acqueo. Sono alimentati da un sistema di alimentazione criogenico, con una capacità di ~ 1000 litri al giorno.
  • 5 camere più piccole, di circa 5 m3 l’una, che operano in vuoto ‘statico’ e contengono banchi ottici.
  • 2 cavità ‘corte’ che operano nel range di E-6 mbar: il tubo del Mode Cleaner (150 m di lunghezza e 300 mm di diametro) e la cavità del filtro SQZ (300 m di lunghezza e 250 mm di diametro).

Ogni sistema include un sistema di pompaggio completo in grado di operare da 1000 mbar a 1E-9 mbar; ciò include strumentazioni come pompe turbo-molecolari, compressori a secco, pompe ioniche, pompe getter, analizzatori di gas residuo, molti manometri e valvole.

Sorprendentemente, le unità di pompaggio sono poche lungo i tubi di 3 km dei bracci (velocità media di 1 litro/s per m2 di superficie) mentre sono concentrate e potenti in corrispondenza delle ‘torri’ per via del relativamente grande degassamento dai numerosi apparati sperimentali presenti all’interno.

COMPETENZE E INFRASTRUTTURE

Il principale compito del team V&M è assicurare l’operatività e la manutenzione del sistema di vuoto di Virgo, incluso lo studio e il miglioramento delle sue prestazioni.

Impegno continuo è dedicato al miglioramento della risposta del sistema di vuoto ai requisiti di rumore estremamente basso del rivelatore di onde gravitazionali:

  • Controllare la contaminazione (‘idrocarburi’ e particelle di polvere) sulle superfici ottiche
  • Diminuire le emissioni acustiche, sismiche e magnetiche degli elementi nel vuoto che diminuiscono la sensibilità del rivelatore.

Periodicamente il sistema di vuoto è sottoposto ad importanti upgrade assieme agli apparati più generali del rilevatore Virgo: ‘V+’ (primo criostato utilizzato), ‘AdV’ (molte nuove camere, criostati, spostamento delle ‘torri’…) e infine ‘AdV+’ (flange di 2m con guarnizioni metalliche, integrazione della linea di vuoto dello ‘squeezing’).
Come parte delle sue attività quotidiane, il team gestisce un laboratorio equipaggiato per testare nuovi strumenti per il vuoto, misurare il degassamento e fare trattamenti di condizionamento.
Le competenze del team includono lo sviluppo di software, come il ‘supervisore’ utilizzato per monitorare e controllare le circa 40 stazioni di pompaggio che sono distribuite lungo l’apparato: http://olserver135.virgo.infn.it:8081/jchv3/

Anche la meccanica è una parte significativa del nostro lavoro: forniamo supporto a vari gruppi della collaborazione per progettare e realizzare parti adatte all’UHV per le loro necessità. Si tratta tipicamente di componenti nel vuoto come i supporti ottici, ma anche parti più grandi o interi sistemi che vengono integrati durante le principali fasi di aggiornamento.
Gestiamo una piccola ma completa officina sul sito, dedicata alla produzione quotidiana e che garantisce una risposta veloce alle necessità meccaniche durante le principali fasi di installazione.
Vale la pena di ricordare la presenza sul sito di due speciali strutture: una grande camera UHV di 10 m3 e un criostato raffreddato a tubi di impulsi (1.x m dia 2.x h mm) capace di funzionare a temperature fino agli 8 K.

OPPORTUNITà DI LAVORO E TIROCINI

Qui si trovano tutte le informazioni riguardanti opportunità di lavoro o tirocini nello staff di EGO.

Tutte le offerte sono pubblicate su diversi siti e giornali scientifici, una descrizione completa di ogni posizione di lavoro o tirocinio può essere consultata di seguito in formato pdf.

Per qualsiasi domanda si può mandare una mail all’indirizzo generale, analizzeremo il vostro CV e le vostre motivazioni e verrete contattati rapidamente per parlare del vostro interesse nel lavorare in uno dei tre Osservatori internazionali di Onde Gravitazionali.

Analizziamo inoltre candidature spontanee.

Grazie del vostro interesse nell’unirvi allo staff di EGO in queste sfide scientifiche e tecnologiche.

Galleria

Qui potete trovare una selezione di immagini di realizzazione, simulazioni e sviluppi del Dipartimento di Vuoto e Meccanica.

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