В штате Южная Дакота (США) началось строительство подземных криостатов для эксперимента Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE), одного из крупнейших международных проектов в области физики элементарных частиц. Сооружения разместятся на территории подземного исследовательского комплекса Sanford Underground Research Facility на глубине около 1,5 километра. Работами координирует Национальная ускорительная лаборатория имени Энрико Ферми (Fermilab), а в проекте участвуют ЦЕРН и более 1500 исследователей. Криостаты будут заполняться жидким аргоном при сверхнизких температурах, чтобы фиксировать крайне редкие взаимодействия нейтрино и помочь объяснить, почему во Вселенной обычного вещества значительно больше, чем антивещества.
Главные факты: DUNE предусматривает создание двух массивных криостатов с жидким аргоном на глубине около 1,5 километра в Южной Дакоте; каждый рассчитан примерно на 17 000 тонн жидкого аргона. В проекте участвуют Fermilab, ЦЕРН, SURF и более 1500 ученых; детекторы планируется подготовить к 2030 году, а нейтринный пучок из Fermilab — запустить к 2031 году. Ключевая научная задача — уточнить свойства нейтрино и причины дисбаланса материи и антиматерии после Большого взрыва.
Нейтрино — это субатомные частицы без электрического заряда и с крайне малой массой. Они настолько слабо взаимодействуют с веществом, что их называют «частицами-призраками»: они непрерывно проходят через Землю и человеческое тело, почти не оставляя следа. Изучение превращений нейтрино из одного типа в другой и влияния небольших различий в массах на эти осцилляции может пролить свет на то, почему после Большого взрыва сохранилось больше обычного вещества, чем антивещества. Эксперимент также должен помочь проверить и уточнить Стандартную модель физики элементарных частиц, которая описывает известные частицы и силы, но оставляет ряд фундаментальных вопросов открытыми.
Масштаб сооружений исключителен: каждый криостат будет иметь длину около 65,8 метра, ширину 18,9 метра и высоту 18,3 метра, а для их строительства потребуется в общей сложности около 2600 стальных балок. ЦЕРН предоставил более 6200 тонн стали в качестве взноса в международный проект. Температура жидкого аргона в детекторах будет поддерживаться на уровне примерно −184°C. Fermilab направит пучок нейтрино примерно за 1300 километров к подземным детекторам, тогда как расположенный в самой лаборатории ближний детектор измерит характеристики частиц до их отправки. В совокупности эти объекты образуют комплекс Long-Baseline Neutrino Facility (LBNF).
Согласно текущему графику, жидкоаргоновые детекторы должны быть готовы к 2030 году, а первый нейтринный пучок из Fermilab планируется отправить к 2031 году. Проект относится к числу самых амбициозных и капиталоемких начинаний в физике частиц, поэтому инженерные, временные и стоимостные риски остаются предметом пристального внимания. В случае успеха DUNE сможет дать фундаментальные сведения о структуре Вселенной, поведении материи и антиматерии, а также о границах современной физической картины мира.
Source: kun.uz