В США готовятся к началу строительства крупнейшего в мире криогенного детектора частиц в рамках эксперимента DUNE. Этот гигантский инструмент, который будет размещён на глубине около полутора километров в подземном научно-исследовательском центре Сэнфорда в Южной Дакоте. Он призван раскрыть тайну нейтрино — одной из самых загадочных элементарных частиц. Детектор будет состоять из серии модулей, которые будут возводиться последовательно в течение нескольких лет. Каждый модуль представляет собой сверхчувствительный прибор, погружённый в жидкий аргон, охлаждённый до температуры -186 градусов по Цельсию.
Для заполнения только первых двух модулей потребуется объём жидкого аргона, сопоставимый с пятью олимпийскими бассейнами, что составит около 17 000 метрических тонн на каждый резервуар. Конечная цель — создать систему с общим объёмом жидкого аргона, превышающим 50 000 тонн, которая будет работать в течение примерно 20 лет. Как только криостаты будут заполнены, внешние насосы начнут непрерывно прокачивать аргон через систему очистки, и детектор приступит к сбору данных.
DUNE станет самым передовым в мире жидко-аргоновым детектором нейтрино, способным с высокой точностью воссоздавать трёхмерные траектории взаимодействий частиц. Эта технология позволит учёным с беспрецедентной детальностью исследовать осцилляции нейтрино — явление, при котором эти частицы спонтанно меняют свой тип, пролетая через пространство. Детектор также сможет улавливать тонкие различия в поведении нейтрино и их «зеркальных двойников» — антинейтрино. Целью эксперимента является попытка ответить на вопрос: почему наблюдаемая Вселенная состоит почти исключительно из материи, хотя в момент Большого взрыва, согласно теориям, материи и антиматерии должно было образоваться поровну.
Сколько весит нейтрино?