Первые следы нейтрино обнаружены в эксперименте DUNE

Самый большой в мире детектор нейтрино с жидким аргоном зарегистрировал первые следы частиц, что ознаменовало начало новой главы в истории международного эксперимента Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE).

Научная миссия DUNE посвящена открытию тайны нейтрино, самых распространенных и самых загадочных частиц материи во Вселенной. Нейтрино вокруг нас, но мы очень мало знаем о них. Ученые из сотрудничества DUNE считают, что нейтрино могут помочь ответить на один из самых насущных вопросов в физике: почему мы живем во вселенной, где доминирует материя. Другими словами, почему мы здесь вообще.

Огромный детектор ProtoDUNE — размером с трехэтажный дом и формой гигантского куба — был построен в CERN, Европейской лаборатории физики частиц, в качестве первого из двух прототипов значительно более крупных по размеру модулей, которые в рамках эксперимента DUNE будут сооружены в США. Когда первые модули детектора запишут данные в 2026 году, каждый из них будет в 20 раз больше, чем эти прототипы.

Создание первого детектора ProtoDUNE заняло два года, а восемь недель ушло на заполнение его жидким аргоном (800 тонн), который необходимо поддерживать при температуре ниже -184 градусов по Цельсию (-300 градусов по Фаренгейту). Детектор записывает следы частиц в аргоне как из космических лучей, так и из пучка, созданного в ускорительном комплексе ЦЕРН.

Когда нейтрино входят в детектор и сталкиваются с ядрами аргона, они производят заряженные частицы, которые оставляют следы в жидкости. Эти следы можно увидеть в трех измерениях при помощи специальной системы отслеживания. Теперь, когда первые следы были замечены, ученые будут работать с детектором в течение следующих нескольких месяцев, чтобы тщательно изучить технологию.

«Всего два года назад мы завершили строительство нового здания в ЦЕРНе для размещения двух крупномасштабных прототипов детекторов»,-сказал Марцио Несси, глава нейтринной платформы в ЦЕРНе. «Теперь у нас есть первый детектор, принимающий данные, а второй детектор, который использует другой подход к технологии жидкого аргона, будет в строю через несколько месяцев.»

«Наблюдение первых следов частиц является большим успехом для всего сотрудничества DUNE», — сказал сопредседатель DUNE Стефан Солднер-Ремболд из Манчестерского университета. «DUNE — это самое большое сотрудничество ученых, работающих над исследованиями нейтрино в мире, с целью создания передового эксперимента, который может изменить то, как мы видим Вселенную».