В США приступили к установке подземных детекторов для изучения нейтрино

В Соединенных Штатах дан старт ключевому этапу строительства Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) — амбициозной инициативы, претендующей на статус передового рубежа современной физики. В недра подземного исследовательского комплекса в Южной Дакоте началось размещение 4,5 тысячи тонн стальных элементов, предназначенных для возведения гигантских детекторов. Это высокотехнологичное оборудование позволит ученым детально исследовать нейтрино — частицы, окутанные множеством загадок.

Реализация проекта осуществляется совместными усилиями американской лаборатории Fermilab, Подземной исследовательской лабораторией Санфорд и ЦЕРН. Примечательно, что для европейских ученых DUNE имеет особое значение: впервые в своей истории ЦЕРН инвестирует в столь значимую научную инфраструктуру, расположенную за пределами Европы. Помимо интеллектуального вклада, организация берет на себя поставку значительного объема стальных компонентов для будущих детекторных систем.

Сталь станет основой для создания массивных криостатов — герметичных емкостей с высокоэффективной теплоизоляцией. В этих резервуарах будет поддерживаться критически низкая температура около -185 °C для удержания жидкого аргона. Именно эта сверхчистая криогенная среда необходима для регистрации крайне редких актов взаимодействия нейтрино.

Масштабы установки внушают трепет: каждый из двух начальных модулей сопоставим по габаритам с пятиэтажным строением, достигая 66 метров в длину при ширине 19 метров и высоте 18 метров. В каждом криостате планируется разместить порядка 17 тысяч тонн жидкого аргона. Чтобы оградить аппаратуру от фонового космического излучения и иных помех, детекторы разместят на глубине около полутора километров в толще земной коры.

После завершения пусконаладочных работ DUNE станет ядром глобального нейтринного эксперимента. Сверхмощный направленный пучок частиц будет генерироваться в Фермилабе (Иллинойс) и преодолевать 1300 километров до Южной Дакоты. Исследователи убеждены, что такая установка позволит изучать свойства неуловимых частиц с недостижимой ранее точностью.

Ключевая задача проекта — поиск ответов на фундаментальные вызовы современной науки: определение причин доминирования материи над антиматерией во Вселенной, а также изучение процессов, протекавших на ранних этапах становления мироздания после Большого взрыва, и роли нейтрино в этих событиях.

Запуск первого пучка частиц в рамках DUNE намечен на 2031 год. В международной коллаборации задействовано свыше 1500 ведущих ученых и инженеров из 35 стран мира.

Источник: iXBT