Для эксперимента DUNE начали сборку крупных криостатов на глубине 1,5 км
В подземной лаборатории SURF стартовала сборка криостатов для международного нейтринного эксперимента DUNE. Эти огромные теплоизолированные резервуары будут поддерживать низкую температуру жидкого аргона, необходимого для регистрации нейтрино. Об этом сообщила организация CERN. Об этом сообщает КУ66.РУ.
Команды CERN, Fermilab и SURF начали сборку первого криостата в начале ноября. Работы ведутся в Южной Дакоте на глубине около 1478 метров. Это новый этап в создании DUNE, для которого подземные помещения были подготовлены заранее.
Каждый из двух резервуаров сможет вместить примерно 17 тысяч тонн жидкого аргона. Длина одного криостата составит почти 66 метров, ширина — около 19 метров, высота — более 18 метров. Для строительства двух конструкций используется 2600 стальных балок общей массой около 6200 тонн, предоставленных CERN.
Европейская организация отвечает за проектирование, организацию строительства, логистику и монтаж криостатов, в то время как SURF обеспечивает доставку оборудования под землю. Сборку второго резервуара планируется начать в 2027 году.
Эксперимент DUNE направлен на изучение нейтрино — элементарных частиц с крайне малой массой и без электрического заряда. Эти частицы редко взаимодействуют с веществом, поэтому большинство из них проходит сквозь людей, здания и земную толщу. Для регистрации даже небольшого числа таких взаимодействий необходимы массивные детекторы.
В качестве вещества для регистрации в DUNE будет использоваться жидкий аргон. При взаимодействии нейтрино с аргоном могут образовываться заряженные частицы, следы которых будут фиксироваться оборудованием, позволяя исследователям восстанавливать характеристики произошедшего события.
Глубокое расположение установки снижает фоновый уровень от космических лучей, что улучшает наблюдения.
Источник нейтрино будет находиться в Fermilab в штате Иллинойс. Ускоритель будет направлять протоны на мишень, в результате чего будут образовываться другие частицы, распады которых приводят к образованию нейтрино. Этот метод получения нейтринных пучков уже используется в физических экспериментах.
Ближний детектор будет измерять характеристики пучка рядом с источником, после чего нейтрино пройдут около 1300 километров через земную толщу до дальних детекторов в SURF. Отдельный тоннель для этого не требуется.
Сравнение измерений поможет изучать нейтринные осцилляции — переходы нейтрино из одного типа в другой во время движения. Учёные будут исследовать, отличаются ли эти превращения у нейтрино и антинейтрино, что важно для понимания преобладания вещества над антивеществом во Вселенной.
DUNE также сможет фиксировать нейтрино природного происхождения, в том числе от взрывов сверхновых.
Подготовка подземных пространств должна завершиться в 2029 году, а детекторов — в 2030-м. После этого установка начнет наблюдения за природными нейтрино. Первое поступление пучка из Fermilab ожидается в 2031 году. Перед полноценной работой эксперимента необходимо завершить монтаж детекторов, создать криогенные системы и провести проверку оборудования.
