В ЦЕРНе запущен прототип будущего огромного нейтринного эксперимента DUNE. Прототип содержит 5 тонн жидкого аргона, что, конечно, несравненно меньше планируемых 40 000 в DUNE.

Международный эксперимент DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment) на базе ускорительного комплекса Национальной лаборатории имени Ферми (Fermilab) и уже существующего нейтринного детектора LBNE (Long-Baseline Neutrino Facility) ставит своей целью запуск лучей из нейтрино и антинейтрино на большие расстояния. Для этого в ближайшие десять лет Фермилаб планирует построить 1300-км подземный ускоритель частиц от Иллинойса до Южной Дакоты. Луч из неуловимых частиц нейтрино, пройдя сквозь недра Земли расстояние в 1300 километров (800 миль), будет зарегистрирован одним из самых больших на сегодняшний день детекторов нейтрино.

Эксперимент начнется с создания луча протонов, разогнанных до скорости, близкой к скорости света. Этот луч станет источником энергии для генератора луча нейтрино NuMI (Neutrinos Main Injector), мощность которого составляет 400 кВт и который является самым мощным источником нейтрино на сегодняшний день. Пройдя сквозь толщину пород Земли луч нейтрино, некоторые из которых успеют за время путешествия превратиться из частиц одного типа в частицы другого типа, будет «пойман и измерен» датчиком эксперимента Sanford Underground Research Facility, находящимся в Южной Дакоте, который является одним из самых больших датчиков нейтрино на сегодняшний день.

Если нейтрино будут вести себя не так, как антинейтрино, это может помочь раскрыть еще одну причину, по которой материи во Вселенной больше, чем антиматерии. Помимо изучения осцилляций нейтрино эксперимент ставит перед собой задачу поиска распада протона в нескольких важных режимах распада. На сегодняшний день доказательств распада протонов пока не обнаружено. Данные исследований принесут пользу, даже если в результате ничего не найдут т.к. позволят исключить множество предлагаемых сейчас гипотез.

Прототипы DUNE в ЦЕРН (Image: Ryan F. Mandelbaum)

11-метровый прототип в ЦЕРН усовершенствует технологию детекторов нейтрино. Реальные детекторы DUNE будут в 20 раз больше. (Image: M. Brice, J. Ordan/CERN)

Подробнее:

World’s biggest neutrino experiment moves one step closer by www.symmetrymagazine.org

Groundbreaking for an international neutrino experiment by www.cern.ch