В лаборатории Ферми уловили нейтрино и составили их 3D-модель
Международный эксперимент, поставленный в Национальной ускорительной лаборатории США имени Энрико Ферми, привел к первым практическим результатам: с помощью нового детектора исследователям удалось уловить несколько нейтрино, заставив их взаимодействовать с инертным газом. Немецкие, американские и швейцарские ученые надеются, что в ближайшем будущем будет совершен очередной рывок в изучении этих экзотических частиц.
Лаборатория имени Энрико Ферми (или попросту Фермилаб) до ввода в эксплуатацию Большого адронного коллайдера обладала самым мощным в мире ускорителем элементарных частиц. Но и сейчас она находится недалеко от острия науки: новый эксперимент — Deep Underground Neutrino Experiment или DUNE — был запущен совсем недавно, но уже принес первые плоды. Одновременно с сотрудниками Фермилаб в нем принимает участие больше 1400 ученых из 200 различных университетов и исследовательских центров по всему миру.
Как можно понять из названия, стержнем эксперимента является охота за нейтрино — сверхскоростными и чрезвычайно редко вступающими в любые взаимодействия частицами. Решающую роль в нем играет разработанный учеными и инженерами из Бернского университета детектор ND-LAr, а также расположенная в 1300 километрах лаборатория Подземного исследовательского центра Университета Сэнфорда.
Согласно задумке, пучок нейтрино должен сначала проходить через «ближний детектор», расположенный в Фермилаб (недалеко от Чикаго). Затем, пройдя почти полторы тысячи километров под землей, уже в Южной Дакоте, он достигает основных детекторов, гигантского размера. Такая сложная цепь нужна для того, чтобы уловить нейтринные колебания — смену частицами своего типа по мере движения в пространстве.
Благодаря подобной многоступенчатой схеме ученым удалось не только уловить несколько нейтрино (что само по себе является крайне сложной задачей), но и получить их 3D-модель в необычайно высоком разрешении. В дальнейшем результаты должны будут стать еще более впечатляющими: в своем максимальном выражении ND-LAr должен будет состоять из 35 модулей с жидким аргоном в матрице размером 5x7. А прототип с 2х2-матрицей (который сейчас выполняет всю работу) был фактически создан лишь для проверки точности основного прибора.
Кроме уже описанных частиц DUNE будет пытаться поймать их еще более трудноуловимые аналоги — антинейтрино. Сейчас Фермилаб делает паузу на небольшую реконструкцию, но уже осенью должен снова включиться в исследования, производя до 10 000 изображений нейтрино ежедневно. Ученые ожидают, что в момент своего завершения DUNE станет самым масштабным экспериментом по исследованию данных частиц в истории.
