|
Огромный детектор исследует тайны Вселенной
|
|
|
|
Глубоко под гранитным холмом на юге Китая, огромный детектор исследует тайны Вселенной. Эта футуристическая подземная обсерватория была построена с единственной целью – обнаружить нейтрино – крошечные космические частицы с умопомрачительно малой массой.
|
|
|
|
На сегодняшний день никто не знает, что это за "призрачные частицы" и как они работают.
|
|
|
|
Но ученые надеются, что лаборатория стоимостью 300 миллионов долларов сможет ответить на эти вопросы, жизненно важные для понимания строения Вселенной.
|
|
|
|
Нейтрино появились во времена Большого взрыва, и триллионы из них проходят через наши тела каждую секунду. Они извергаются звездами, подобными Солнцу, и рассеиваются, когда атомы сталкиваются в ускорителе частиц.
|
|
|
|
Невозможно определить, какие крошечные частицы летают сами по себе. Вместо этого ученые измеряют, что происходит, когда они сталкиваются с другой материей, вызывая вспышки света или заряженные частицы.
|
|
|
|
Нейтрино сталкиваются с другими частицами очень редко, поэтому, чтобы увеличить шансы на столкновение, физикам приходится мыслить масштабно.
|
|
|
|
Именно здесь на помощь приходит подземная нейтринная обсерватория Цзянмэнь.
|
|
|
|
|
|
|
На создание детектора, построенного в Кайпине (Китай), ушло более девяти лет. Его расположение на глубине 2300 футов (700 м) под землей защищает его от космических лучей и радиации, которые могут ослабить его способность обнаруживать нейтрино.
|
|
|
|
Конструкция в форме шара заполнена жидкостью, предназначенной для излучения света при прохождении нейтрино. Нейтрино будут поступать в детектор с двух близлежащих атомных электростанций.
|
|
|
|
Сфера – тонкий акриловый пузырь – находится внутри защитного цилиндра, содержащего 45 000 тонн чистой воды.
|
|
|
|
Эти нейтрино будут "сталкиваться" с протонами в детекторе, испуская крошечные вспышки света со скоростью около 50 в день.
|
|
|
|
Детектор специально разработан для того, чтобы ответить на ключевой вопрос, касающийся давней загадки.
|
|
|
|
Нейтрино, проносясь в космосе, меняют три "вида", и ученые хотят ранжировать их от самых легких до самых тяжелых.
|
|
|
|
"Мы собираемся выяснить иерархию масс нейтрино", - сказал The Times Ван Ифан из Китайской академии наук.
|
|
|
|
"И, зная это, мы можем построить модель для физики элементарных частиц, для нейтрино, для космологии".
|
|
|
|
Обнаружить эти едва заметные изменения в и без того ускользающих частицах будет непросто, - говорит Кейт Шолберг, физик из Университета Дьюка, которая не участвует в проекте.
|
|
|
|
"На самом деле, это очень смелый шаг, - сказала она.
|
|
|
|
Физики заявили, что потребуется около шести лет, чтобы произвести необходимые 100 000 "вспышек", которые позволят получить статистически значимые показания.
|
|
|
|
В настоящее время разрабатываются два аналогичных нейтринных детектора – японский Hyper–Kamiokande и эксперимент Deep Underground Neutrino Experiment, базирующийся в Соединенных Штатах.
|
|
|
|
Они должны быть запущены в эксплуатацию в 2027 и 2031 годах и позволят перепроверить результаты, полученные с помощью китайских детекторов, используя различные подходы.
|
|
|
|
Хотя нейтрино практически не взаимодействуют с другими частицами, они существуют с незапамятных времен. Изучение этих реликтов Большого взрыва может дать ученым ключ к пониманию того, как Вселенная развивалась и расширялась миллиарды лет назад.
|
|
|
|
"Они являются частью общей картины", - сказал профессор Шолберг.
|
|
|
|
Исследователи надеются, что нейтрино помогут ответить на один из вопросов: почему Вселенная в подавляющем большинстве состоит из материи, а ее противоположный аналог – антиматерия – был в значительной степени уничтожен.
|
|
|
|
Источник
|
