В 1986 году у Лаборатории ядерной физики и высоких энергий (Laboratorio Subterráneo de Canfranc (LSC) Сарагосского университета возникла потребность в более тщательном проведении своих уникальных экспериментов в удаленном от поверхности земли месте.
Заброшенный тоннель Сомпорта в пиренейской горе Эль-Тобасо идеально подходил для этого – около 800 метров горной породы надежно защищали от космического излучения и радиоактивности окружающей среды, которые могли фальсифицировать результаты исследований.
История подземных исследований в Канфранке восходит к середине 1980-х годов, когда А. Моралес и его группа по ядерной физике и физике высоких энергий из Университета Сарагосы начали рассматривать подземные сооружения в заброшенном железнодорожном туннеле под Пиренеями.
Изначально лабораторию задумали как консорциум Министерства науки и инноваций Испании, регионального правительства Арагона и Университета Сарагосы, - который будет заниматься малоизученными и редко встречающимися природными явлениями такими, как взаимодействие нейтрино космического происхождения или темной материи с атомными ядрами. Единственный способ изучить темную материю, которая составляет 90% Вселенной, и понять, как работают нейтрино, — это провести подземные эксперименты.
Размещение лаборатории стало началом новой истории старинного вокзала в Канфранке. Под толщиной горной породы в 780 м со стороны испанского входа в туннель в двух комнатах по 10 м² разместилась первая лаборатория. Она был построена из сборных конструкций в 1988 году в 1200 метрах от входа в туннель.
В 1994 году во время строительных работ в автодорожном туннеле была установлена третья лаборатория площадью 118 м² - перпендикулярно пути (туннель был перекрыт с французской стороны).
Строительство автомобильного туннеля между Испанией и Францией, параллельного железнодорожному, предоставило новую и уникальную возможность. ученому А. Моралес, обладающему успешным опытом двух десятилетий исследований и решимости. Он убедил испанские власти в строительстве новой, более крупной лаборатории, полностью соответствующей международным стандартам. В нем два экспериментальных зала (40х15х12 м и 15х10х7 м) и все необходимые подземные коммуникации.
В 2003 году свет увидела еще одна новая лаборатория площадью 1000 м², доступная из автодорожного туннеля, защищенная 900-метровой скалой. Полностью объект был завершен и открыт в 2006 году. Однако год спустя начали появляться признаки нестабильности горных пород, и лабораторию вынуждены были закрыть.
Университетом Сарагосы был выполнен полный пересмотр первоначального проекта, и установлены новые и более надежные несущие конструкции, необходимые для обеспечения безопасности персонала и имущества. Более того, специальная структура оптических волокон теперь непрерывно контролирует стабильность горных пород.
Полностью финансируемый Испанией, LSC открыт для международных проектов. Передовые исследования требуют передовых экспериментальных технологий. Чтобы справиться с этим, LSC обеспечивает не только условия “космической тишины” благодаря горе, фильтрующей космическое излучение, но и необходимые технические, административные и логистические услуги. Они включают безопасность, поддержку установок, электричество и электронику, измерения низкого фона, химию, чистые помещения на поверхности и под землей, компьютеры, сети и связь, механику и криогенику.
Основные направления научной программы, разрабатываемой в настоящее время и рассматриваемой международным консультативным научным комитетом, включают поиск темной материи, физику нейтрино или ядерную астрофизику. Кроме того, LSC проводит экологические исследования и исследования земли из-под ее поверхности и жизни в экстремальных условиях. Некоторые проекты:
Проект TREX-DM
Вселенная пронизана нетрадиционной материей, известной как темная материя, которая не излучает свет, но гравитационно взаимодействует с обычной материей. Состав темной материи является одной из самых интригующих загадок фундаментальной физики, решение которой, возможно, является самой большой проблемой космологии и физики элементарных частиц сегодня.
Установлено, что темная материя не состоит ни из одной из известных частиц Стандартной модели физики элементарных частиц, и поэтому для поиска ответов необходимо использовать новые физические модели. Наиболее принятая гипотеза до сих пор предполагает, что темная материя состоит из вимпов ( WIMP), слабо взаимодействующих массивных частиц.
По всему миру было проведено большое количество экспериментов, включая БАК в ЦЕРНе, чтобы обнаружить эти частицы, поиски которых до сих пор были бесплодными. Проект TREX-DM, эксперимент LSC, проведенный Университетом Сарагосы, направлен на поиск WIMP с конкретными характеристиками, а именно с довольно низкой массой менее 10 ГэВ, что делало их невидимыми в прошедших экспериментальных усилий. Эксперимент будет описан в научных кругах.
Проект Криогенной обсерватории (CROSS)
Целью Криогенной обсерватории редких событий с поверхностной чувствительностью (CROSS) является разработка технологии, способной исследовать нарушение числа лептонов и природу нейтрино с беспрецедентной чувствительностью.
Геофизическая обсерватория
GEODYN - это геофизическая обсерватория, которая охватывает весь геодинамический спектр, от сейсмичности ближнего поля до тектонических деформаций, земных приливов или нутации ядра Земли.
Объект состоит из трех компонентов: две непрерывные станции GPS на поверхности, а также широкополосный сейсмометр, акселерометр и два лазерных тензометра высокого разрешения, установленных внутри туннеля. В геодинамической структуре участвуют три разные команды: Сейсмическая (CSIC, Барселона), GPS (Университет Барселоны) и Лазерный интерферометр (Университет Салерно).
Проект GOLLUM – изучение микробных сообществ
Туннель Сомпорта пересекает различные осадочные породы, образованные в результате накопления отложений в мезозойском и кайнозойском периодах. Его протяженность, глубина и разнообразная экология делают его идеальным местом для изучения экологии экстремофилов.
В экстремальных условиях бактерии, как правило, являются основными живыми организмами. Ранее подземные микроорганизмы были описаны достаточно подробно, но почти во всех отчетах упоминаются образцы, взятые на глубине от нескольких сантиметров до нескольких метров под поверхностью.
На самом деле, многие из них обладают фотоавтотрофным метаболизмом. Литература, описывающая микроорганизмы, обитающие в самой глубине горных пород, достаточна скудная. Было подготовлено несколько отчетов, в которых анализируется микробное разнообразие обитателей горных пород.
Целью проекта GOLLUM является идентификация и характеристика микробных сообществ, обитающих в различных породах по всей длине туннеля Сомпорт, от поверхности до максимальной глубины.
Совместный проект SuperKGd совместно с подземной обсерваторией Камиока в Японии
Проект совместно с японской нейтринной лабораторией с использованием Супер-Камиоканде (SK) по картированию сигнала фонового шума для него. Это самый мощный в мире научный аппарат для физики распада протонов и нейтрино. Он работает в подземной обсерватории Камиока города Хида в Японии. SK в настоящее время обеспечивает лучший в мире предел распада протонов, занимается регистрацией нейтрино высоких энергий, изучением солнечных и атмосферных нейтрино, следит за сверхновыми звёздами в галактике.
SK стал пионером в области нейтринной астрономии, установив, в частности, наиболее строгий верхний предел для вездесущих нейтрино, возникших в результате взрывов прошлых сверхновых (Диффузный фон нейтрино сверхновой: DSNB). Сотрудничество SK создало мощную программу исследований и разработок, направленную на высокоэффективное обнаружение нейтронов путем растворения в водной массе детектора - соли гадолиния (Gd).
Проект BiPo - реестрэксперимент радиочистоты материалов
Изучение сверхчистых металлов германия Ge, свинца Pb, меди Cu и их применение в экспериментах и в промышленности.
Это только небольшая часть экспериментов лаборатории. Больше фотографий можно увидеть в небольшом ролике.
Уникальная в Испании, оснащенная самым современным научным оборудованием, сейчас она является одной из крупнейших европейских исследовательских лабораторий, таких как Фрежюс и Гранд-Сассо в Италии, французский ЦЕРН, ...
Лаборатория очень хорошо охраняется, но посмотреть ее можно с экскурсией.
О заброшенном монументальном железнодорожном вокзале Канфранк.
Если статья была интересна или полезна, ставьте лайки. Подписывайтесь на мой канал, будет много интересного