В Южной Дакоте вырыты огромные пещеры для нового детектора элементарных частиц DUNE

Под землей в Южной Дакоте на глубине почти полутора километров был вырыт настоящий подземный комплекс из трех гигантских пещер. Их размер равен площади восьми футбольных полей, а предназначены они для размещения детекторов частиц в рамках масштабного физического эксперимента DUNE.

DUNE или "Глубокий подземный нейтринный эксперимент" — флагманский проект Национальной ускорительной лаборатории имени Энрико Ферми в США. Его цель — обнаружение трудноуловимых субатомных частиц, называемых нейтрино. И изучение нейтрино может пролить свет на некоторые фундаментальные загадки Вселенной.

Но зачем строить под землёй огромную лабораторию ради крошечных частиц? Дело в том, что у нейтрино чрезвычайно слабое взаимодействие с веществом. Поэтому для их регистрации требуются детекторы с массой в тысячи тонн и объёмами многоэтажных зданий.

Каждый из двух основных детекторов DUNE вместит 17 000 тонн жидкого аргона и будет охлаждён до -184°C для максимизации "улова" нейтрино. Третья пещера предназначена для размещения криогенного оборудования. В общей сложности инженерам пришлось извлечь около 800 000 тонн породы для строительства этих пещер.

Глубокое подземное расположение позволит ученым избежать помех от других частиц —аналогичный подход уже использовался в экспериментах вроде IceCube в Антарктиде, где фильтрация шумов осуществлялась толщей льда и скальных пород.

Теперь, когда подземные лаборатории готовы, техники приступят к сборке и тестированию детекторов DUNE. Первый из них должен заработать в 2029 году, открыв новую эру наблюдений за нейтрино и, быть может, новые открытия в физике элементарных частиц.