Forschen in Zeiten von COVID-19: Wie zwei UZH-Doktorierende das Xenon-nT-Experiment im italienischen Felslabor weiterbringen

Chiara e Giovanni

Die beiden Doktorierenden Chiara Capelli und Giovanni Volta halten während des Lockdowns in Italien mit einem Postdoc und zwei Gran Sasso Mitarbeitern das Xenon-nT-Experiment am Laufen.

Als Mitte Februar die ersten Coronafälle im Norden Italiens bekannt wurden, begann für die Wissenschaftler in Gran Sasso ein Rennen gegen die Zeit: Innert weniger Tage galt es, den neuen Xenon-Detektor (XENONnT, Nachfolge von XENON1T, mit 8.4 Tonnen Xenon insgesamt) zu sichern und in das 1.5 km tiefer gelegene Labor zu transportieren und an den Kryostaten anzuschliessen, was eine professionelle Koordination und Absprache unter den beteiligten Forschungsgruppen erforderte.

Obgleich diese heikle Projektphase noch vor dem Lockdown in Italien bewältigt werden konnte, entschieden sich Chiara Capelli und Giovanni Volta, beides Doktorierende von Laura Baudis, im Felslabor zu bleiben und nicht in die Schweiz zurückzukehren.«Da wir uns sicher fühlten, wählten wir für unseren Lockdown Italien», sagt Volta. Und seine Kollegin fügt hinzu: «Wir haben ausschliesslich Kontakt mit Leuten, die ebenfalls wie wir im Labor arbeiten. So haben wir die Möglichkeit, das Experiment voranzutreiben, was wichtig ist und grossen Spass macht». Wären die beiden zurück in die Schweiz gekommen, hätte das wohl fast den Stillstand des Experiments bedeutet.

Die Gruppe von Laura Baudis der Universität Zürich ist unter anderem für das Testen und Installieren der Fotosensoren sowie für deren Ausleseelektronik verantwortlich – der sogenannten Photomultiplier Tubes (PMT). «Wir sind nun fertig mit der Verkabelung und haben mit der Testphase der PMTs begonnen», so Giovanni Volta.

Ungefähr ein Dutzend Wissenschaftler sind während der Quarantäne-Zeit in Gran Sasso, fünf davon von der Xenon Kollaboration (die zwei UZH-Doktoranden, ein Postdoc und zwei Xenon-Mitarbeiter vom Gran Sasso Labor). Die Arbeiten sind unter Einhaltung der Abstandsregelungen möglich, weil kleine Gruppen von zwei bis drei Leuten eigene Zuständigkeitsbereiche haben. 

Schutzmassnahmen unter- und oberirdisch

Giovanni Volta und Chiara Chapelli Capelli wohnen während dem Lockdown in einem Apartment in Assergi, welches von der UZH finanziert wird. «Ihre Arbeiten sind sehr wichtig für das Experiment», so Laura Baudis, Professorin für Experimentalphysik an der Universität Zürich. Als das Coronavirus Italien erreichte, mussten verschiedene Massnahmen für eine unkontrollierte Ausbreitung des Virus getroffen werden. Obgleich das Labor durch einen Autobahntunnel leicht zugänglich ist, müssen die PhD-Studierenden, zusammen mit den anderen Wissenschaftlern, seit dem Lockdown im Voraus die Erlaubnis vom Direktor des Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) einholen, um dieses zu betreten. Vor dem Lockdown waren die beiden täglich im Labor gewesen. Seit den Ausgangsbeschränkungen verbringen sie die meiste Zeit zuhause im Home-Office. Da sie an maximal zwei Tagen pro Woche im Labor arbeiten dürfen, ist eine verstärkte Koordinierung der Arbeitsschritte vonnöten. Chiara und Giovanni übernehmen vor allem jene Aufgaben, welche die Elektronik und Datenakquisition betreffen. Hierzu gehört das Sicherstellen der Stromversorgung, die Verbindungen des Datenakquisition-Systems und die Untersuchung von elektronischen Rauschquellen. Im Labor tragen die Wissenschaftler stets Schutzanzüge. Dies geschieht nicht coronabedingt, sondern um den Detektor vor Staubpartikeln zu schützen. «Wenn Hilfe benötigt wird, sind wir zur Stelle. Bei Arbeiten, für die wir nicht die Hauptverantwortlichen sind, sind wir die «Arme» der anderen. Wir sind dabei ständig in Videokonferenzen, in denen wir von anderen angeleitet werden. «Wir sind froh darüber, dass wir auch während der Hochphase des Lockdowns mit dem Experiment weiter machen konnten», sagt Chiara Capelli.

Raphael P. Borer, redaktionelle Ergänzungen Calista Fischer

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