Почему во Вселенной вещества больше, чем антивещества? Искать ответ физики будут почти в полутора километрах под землёй: в Южной Дакоте началось строительство DUNE — крупнейшего в мире нейтринного эксперимента. Над ним работают Фермилаб, CERN и подземная лаборатория SURF, а всего в проекте больше 1500 исследователей.
Главные герои тут нейтрино. У них нет электрического заряда и почти нет массы, а с веществом они взаимодействуют так неохотно, что каждый день несметными количествами проносятся сквозь нас незамеченными. Отсюда и прозвище «частицы-призраки». Рождаются они, например, в недрах звёзд и летят на огромные расстояния, так что ловить их можно и на Земле.
Зачем столько усилий? Нейтрино умеют на лету менять «аромат» — так физики называют их тип, — и эти превращения связаны с крошечной разницей в массах частиц. Если точно измерить, как именно это происходит, можно приблизиться к разгадке того самого перекоса в пользу вещества. Заодно такие данные помогут уточнить Стандартную модель и лучше понять, что происходило вскоре после Большого взрыва.
Схема эксперимента такая. Ускоритель Фермилаба будет стрелять пучком нейтрино по детекторам DUNE с расстояния 1300 км, а ещё один детектор прямо в Фермилабе измерит частицы на старте. Сравнив «до» и «после», физики увидят, во что нейтрино превратились по дороге. Детекторы на жидком аргоне должны быть готовы к 2030 году, первый пучок к ним отправят к 2031-му.
Сердце установки — два криостата длиной 65,8 м, шириной 18,9 м и высотой 18,3 м каждый. Они рассчитаны примерно на 17 тысяч тонн жидкого аргона, охлаждённого до −184 °C. Такой размах понятен: раз нейтрино почти ни с чем не сталкиваются, ловить их приходится в огромном объёме вещества. На два криостата уйдёт 2600 стальных балок, их спускают по шахте на глубину 1478 м — этим занимается SURF. Первый криостат уже строят, сборка второго начнётся в следующем году.
Комментарии