Dilution Fridge for Particle Physics

Description

Das Physikalische Institut der Universität Zürich plant die Anschaffung eines Verdünnungskryostaten
(dilution fridge = DF), um supraleitende Sensoren für den Einsatz in der Teilchenphysik und zur Suche
nach leichter dunkler Materie (DM) zu entwickeln. In der DF wird eine zwei-komponentige Nutzlast
betrieben: 1) supraleitende Sensoren wie TES oder SNSPDs inklusive Detektortarget (Si, Saphir, He)
mit Massen zwischen Gramm und Kilogramm. 2) SQUID-Ausleseelektronik in relativer Nähe zu den
Sensoren. Sensoren und die SQUIDs sollten frei von Magnetfeldern sein. Die Grundtemperatur muss
an der Mischkammer bei einer Kühlleistung von mindestens 400 μW unter 10 mK und bei 100 mK bei
mindestens 400 μW liegen. Das Experiment sollte in der Lage sein, seine Grundtemperatur für
mindestens drei Monate im ununterbrochenen Betrieb aufrechtzuerhalten.
Die DF benötigt eine mechanischer Vorkühlung, um externe Kühlmittel zu vermeiden, ausser
kleinerer Mengen flüssigen Stickstoffs für das Gassystem. Die He3/He4-Mischung in der
Verdünnungskühleinheit soll in einem geschlossenen Kreislauf betrieben werden. Das Steuerungsund
Softwaresystem des DF sollte eigenständig sein und in der Lage sein, den Betrieb und
Datenentnahme auch per Netzwerk zu erlauben. Der DF sollte an der Mixing Chamber nur geringe
Vibrationen aufweisen. Um Vibrationen der Pumpen und Kompressoren des Kühlkreislaufs selbst zu
minimieren, müssen wir die Pulste Tube und die Kompressoren getrennt vom Kryostaten montieren
können. Bei Lieferung des Gerätes ist die Erfüllung aller Anforderungen nachzuweisen.