Международный проект DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment) продолжает подготовку к одному из крупнейших физических экспериментов современности. В его рамках мощный пучок нейтрино будет направляться из Фермилаб в штате Иллинойс к гигантским подземным детекторам, расположенным почти в полутора километрах под землей в бывшей золотой шахте в Южной Дакоте. Частицам предстоит преодолеть около 1300 километров прямо сквозь земную кору.
Главная задача эксперимента — сравнить поведение нейтрино и антинейтрино, а также исследовать частицы, рождающиеся в атмосфере и на Солнце. Физики рассчитывают, что эти наблюдения помогут ответить на один из главных вопросов современной науки: почему после Большого взрыва материя не была полностью уничтожена антиматерией и почему именно она сформировала Вселенную в ее нынешнем виде.
Важную роль в проекте играет команда Йельского университета, где создаются плоскости считывания заряда (CRP) — сложные электронные системы, которые станут основой сверхчувствительных детекторов на жидком аргоне. Именно они будут фиксировать следы нейтрино и преобразовывать их взаимодействия в данные, пригодные для последующего анализа.
Поскольку после установки оборудование окажется глубоко под землей и его обслуживание станет практически невозможным, каждый элемент проходит строгие испытания еще до отправки на объект. Для проверки надежности компоненты полностью погружают в жидкий азот, имитируя экстремальные криогенные условия, в которых будут работать детекторы.
Сам эксперимент уже называют одним из самых масштабных международных научных проектов последних лет. Для строительства комплекса инженеры начали спускать в шахту тысячи тонн металлоконструкций, предоставленных Европейской организацией по ядерным исследованиям (CERN). Это первый случай, когда CERN инвестирует в столь крупную научную инфраструктуру за пределами Европы.
Сбор атмосферных данных на подземных детекторах планируется начать в 2029 году, а первые эксперименты с пучком нейтрино из Фермилаба должны стартовать к 2031 году. Если проект оправдает ожидания ученых, DUNE сможет существенно расширить понимание природы нейтрино и приблизить физику к объяснению того, почему наша Вселенная состоит преимущественно из материи.
