Новости ЦЕРН: Начинается строительство масштабного подземного нейтринного эксперимента, призванного раскрыть тайны Вселенной
На глубине почти 1,5 км под землей в штате Южная Дакота ученые создают передовой экспериментальный комплекс для изучения нейтрино и исследования величайших загадок Вселенной — в частности, того, как она сформировалась после Большого взрыва и не являются ли нейтрино причиной того, что наш мир состоит преимущественно из материи. В настоящее время специалисты из лаборатории Национальной ускорительной лаборатории имени Ферми (Fermilab) Министерства энергетики США (DOE), ЦЕРНа) и исследовательской лаборатории Сэнфордской подземной исследовательской лаборатории (Sanford Underground Research Facility - SURF) ведут сборку крупных стальных конструкций, которые станут внешним каркасом для массивных детекторных модулей этого нейтринного эксперимента.
Монтажные бригады из Fermilab и ЦЕРН совместно с персоналом SURF приступили к созданию массивных криостатов — гигантских изолированных резервуаров, предназначенных для хранения жидкого аргона при сверхнизких температурах. Эти конструкции необходимы для реализации передового научного проекта — глубоководного (подземного) нейтринного эксперимента DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment).
Работы ведутся на глубине почти 1,5 километра в лаборатории SURF, расположенной в городе Лид (штат Южная Дакота). Туда — с поверхности к месту сборки — были тщательно, элемент за элементом, доставлены тысячи стальных балок красного цвета. После монтажа эти балки сформируют внешние конструкции криостатов для двух детекторных модулей эксперимента. В каждом из них будет размещено около 17 000 тонн жидкого аргона, поддерживаемого при температуре примерно −185 °C.
Строительство криостатов для детекторных модулей началось в начале ноября; рабочие бригады. Иллюстрация ЦЕРН
Визуализация одного из модулей криостата, в котором будет размещён детектор на жидком аргоне. Иллюстрация ЦЕРН
Фермилаб направит пучок нейтрино на расстояние примерно 1300 километров сквозь Землю из своего центра в Батавии, штат Иллинойс, к детекторам, заполненным жидким аргоном, в Южной Дакоте. Иллюстрация МАГАТЭ
После ввода в эксплуатацию Fermilab будет направлять пучок нейтрино сквозь толщу Земли на расстояние 1300 км — к детекторам на жидком аргоне, расположенным в Южной Дакоте. Второй детектор, установленный в Fermilab рядом с источником нейтринного пучка, будет регистрировать частицы еще до начала их «путешествия». В совокупности объекты в Fermilab и подземный комплекс в Южной Дакоте образуют «Комплекс для экспериментов с нейтрино на длинной базе» (Long-Baseline Neutrino Facility).
DUNE — это международная коллаборация, объединяющая более 1500 исследователей под эгидой Fermilab; в ней также участвуют пять лабораторий Управления науки Министерства энергетики США (DOE Office of Science). Более 6200 тонн стали, используемой для создания криостатных модулей, — это вклад со стороны CERN. Организация CERN руководит проектированием, планированием строительства, логистикой и монтажом массивных криостатов DUNE, сотрудничая с подрядчиком из Миннесоты, специализирующимся на стальных конструкциях, для их сборки глубоко под землей в Южной Дакоте.
Эксперимент DUNE стал первым случаем, когда CERN внес столь значительный вклад в научный проект, реализуемый за пределами Европы. CERN является лидером в области технологий физики элементарных частиц, в том числе в проектировании уникальных криостатов для эксперимента DUNE. В рамках своей платформы Neutrino Platform («Нейтринная платформа») организация CERN разработала и создала детектор ProtoDUNE — первый прототип двух технологий детектирования, которые будут использоваться в модулях дальнего детектора эксперимента DUNE.