Ученые, участвующие в международном проекте DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment), готовятся впервые направить искусственный поток нейтрино через земную кору на расстояние 1300 километров. Эксперимент призван помочь в изучении свойств нейтрино и причин преобладания материи над антиматерией во Вселенной.
Пучок нейтрино будет генерироваться на ускорительном комплексе Fermilab в американском штате Иллинойс и направляться к детекторам, расположенным почти на полуторакилометровой глубине в бывшей золотой шахте в Южной Дакоте.
Детекторы будут регистрировать нейтрино, поступающие от Солнца, возникающие в атмосфере Земли, а также частицы из искусственного пучка. Для этого в лаборатории Wright Lab собирают специальные считывающие системы Charge Readout Planes, которые станут частью 7-килотонного детектора на жидком аргоне. Перед отправкой все компоненты проходят испытания в жидком азоте, имитирующем рабочие температуры установки.
«Когда я увидел подземные сооружения DUNE, меня поразил их масштаб. Это действительно впечатляет», — рассказал профессор физики и директор Wright Lab Карстен Хигер.
Проект реализуется при участии ученых из Fermilab, CERN, Брукхейвенской национальной лаборатории, Йельского университета и Университета Индианы.
DUNE называют инженерным шедевром. Летом инженеры начали опускать в шахту десятки миллионов фунтов стальных конструкций, которые предоставил европейский CERN. Для Европы это первый случай, когда они финансируют инфраструктуру за пределами континента.
Для молодых исследователей работа над проектом стала важным опытом.
«Стоять в огромной пещере, где скоро разместят детектор, — одно из самых ярких впечатлений за всю мою аспирантуру. Спуск на глубину почти полтора километра превратил абстрактные формулы в нечто реальное», — поделился аспирант Рохит Раут.
Ожидается, что первые данные от атмосферных нейтрино будут получены в 2029 году, а эксперименты с искусственным пучком начнутся в 2031 году. Исследователи рассчитывают, что результаты помогут лучше понять фундаментальные свойства материи и устройство Вселенной.
