Детектор DUNE

США строят гигантский холодильник: для чего он нужен

Установка будет использована учеными как крупнейший в мире детектор нейтрино, работающий на жидком аргоне.
Автор Наука Mail
Два криостата, поддерживаемые внешними рамами из красной стали, содержат прототипы детекторов DUNE
Два криостата, поддерживаемые внешними рамами из красной стали, содержат прототипы детекторов DUNEИсточник: Fermilab

Американские ученые начали реализацию Глубокого подземного нейтринного эксперимента. Он проводится Национальной ускорительной лабораторией Ферми Министерства энергетики США. Для реализации эксперимента был сооружен самый большой в мире холодильник, температура в котором составляет -303°F (-186.11°C), сообщает Interesting Engineering.

Ученые строят новый детектор под землей, в исследовательском центре Сэнфорда в Южной Дакоте. Этот детектор, названный DUNE, будет очень большим и сложным в сборке, что потребует координации усилий специалистов со всего мира и тщательного планирования логистики и безопасности. DUNE будет состоять из нескольких больших блоков, заполненных жидким аргоном и оснащенных очень чувствительными датчиками.

Для работы первых двух блоков детектора DUNE потребуется огромное количество жидкого аргона — примерно как объем пяти олимпийских бассейнов для каждого блока. Учитывая, что аргон плотнее воды, общий вес этого вещества составит около 17 тыс. тонн на каждый «бассейн».

Гофрировка внутри мембранного криостата позволяет конструкции расширяться и сжиматься
Гофрировка внутри мембранного криостата позволяет конструкции расширяться и сжиматься Источник: CERN

Команде DUNE потребуется около года и тысячи грузовиков, чтобы заполнить жидким аргоном только первый модуль детектора. В дальнейшем планируется построить еще два модуля, и в итоге в DUNE будет использовано больше 50 тыс. тонн этого вещества. Жидкий аргон необходимо хранить при экстремально низкой температуре, и для этого будут использоваться специальные криогенные системы, которые обеспечат работу детектора на протяжении примерно 20 лет. По текущим оценкам, первые два модуля DUNE начнут функционировать к 2032 году.

После заполнения жидким аргоном, система будет непрерывно очищать его, а затем детектор начнет сбор данных. Когда DUNE будет полностью построен, он станет самым большим и передовым в мире детектором нейтрино, работающим на жидком аргоне. Он сможет очень точно регистрировать взаимодействия нейтрино в трех измерениях, что позволит изучать их свойства, в том числе различия между нейтрино и антинейтрино. Кроме того, DUNE поможет ученым лучше понять массы нейтрино, найти редкие процессы распада протонов и зафиксировать вспышки нейтрино от взрывающихся звезд.

Ранее Наука Mail рассказывала о том, как ученым пожертвовали $1 млрд на строительство нового мегаколлайдера.