Крупнейший эксперимент по изучению нейтрино: в США начали строительство подземного комплекса DUNE
Эксперимент разместится на глубине почти 1,5 километра под землей. Для регистрации нейтрино будут использоваться огромные криостаты, поддерживающие жидкий аргон при экстремально низкой температуре. Эта установка позволит исследовать свойства частиц и получить важные сведения о процессах, происходивших после Большого взрыва, расширив наши фундаментальные представления об устройстве Вселенной.
Нейтрино — это субатомные частицы, не имеющие электрического заряда и обладающие чрезвычайно малой массой. Благодаря способности практически не взаимодействовать с веществом они приобрели репутацию «призрачных» частиц. Нейтрино в огромных количествах непрерывно проходят сквозь Землю и наши тела, практически не оставляя следов.
Эти частицы рождаются, в частности, в недрах звезд и способны преодолевать огромные расстояния. Поэтому ученые могут изучать их на Земле с помощью специальных детекторов. Наблюдение за взаимодействиями нейтрино и изменениями их типа, обусловленными небольшими различиями масс, поможет объяснить, почему во Вселенной обычного вещества значительно больше, чем антивещества. Кроме того, результаты эксперимента позволят уточнить существующую Стандартную модель физики элементарных частиц.
DUNE станет одним из ведущих мировых экспериментов в области физики элементарных частиц. В проекте участвуют более 1500 исследователей, координацию работы которых обеспечит Национальная ускорительная лаборатория имени Энрико Ферми. В криостатах установки жидкий аргон будет поддерживаться при температуре около −184 °C.
Согласно планам, к 2030 году детекторы на основе жидкого аргона должны быть готовы к работе. После этого ускорительный комплекс начнет направлять на них пучок нейтрино с расстояния около 1300 километров. Дополнительный детектор, расположенный непосредственно в Национальной ускорительной лаборатории имени Энрико Ферми, будет измерять характеристики частиц до начала их путешествия. Вместе эти установки образуют Комплекс нейтринных исследований на большой базе (Long Baseline Neutrino Facility, LBNF).
Строительство криостатов, в которых разместятся приблизительно 17 000 тонн жидкого аргона, уже началось. Каждый из двух резервуаров будет иметь длину 65,8 метра, ширину 18,9 метра и высоту 18,3 метра. Для сооружения криостатов потребуется в общей сложности 2600 стальных балок. Материал для их изготовления — 6200 тонн стали — предоставлен ЦЕРН в качестве натурального вклада в международный проект.
ЦЕРН руководит проектированием, строительством, логистическим планированием и монтажом криостатов для DUNE. Как один из мировых лидеров в области физики элементарных частиц, организация не только передает проекту свой опыт создания подобных конструкций, но и уже построила ProtoDUNE — прототип первой из двух технологий детектирования, которые будут применяться в эксперименте. Это первый случай, когда ЦЕРН принимает столь значительное участие в реализации научного проекта за пределами Европы.
Источник: naked-science.ru
