Ученые из Национально лаборатории имени Ферми (Fermilab) производят последние приготовления к проведению эксперимента DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment). В рамках этого эксперимента в подземной лаборатории, расположенной неподалеку от Чикаго, будет создан луч из неуловимых частиц нейтрино, который, 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.
Все данные, собранные в ходе эксперимента DUNE, будут обработаны и проанализированы группой из 800 ученых-физиков из 150 различных научных учреждений.
Результаты, полученные в ходе этого эксперимента, позволят пролить свет не только на некоторые из загадок частиц нейтрино. Они также дадут некоторые ответы касательно процессов «жизни» звезд, позволят изучить некоторые аспекты квантовой физики, основываясь на наблюдениях так называемых колебаний нейтрино. Колебаниями нейтрино называют спонтанные превращения этих частиц из одного вида в другой, в данном случае генератор NuMI будет излучать поток из трех видов мюонных нейтрино, а датчик на конце маршрута будет улавливать электронные нейтрино, в которые превратятся мюонные нейтрино во время полета на скорости, очень близкой к скорости света.
Явления из области субатомной физики, которые будут изучены в ходе эксперимента DUNE, будут иметь огромное значение для понимания людьми принципов «работы» Вселенной. При помощи полученных данных ученые постараются объяснить загадку несоответствия количества обычной материи и антиматерии, которые находятся в обозримой с Земли части Вселенной. И это, в свою очередь, позволит ученым ответить на вопрос о том, почему Вселенная сразу же не погибла в еще одном взрыве аннигиляции, ведь во время Большого Взрыва антиматерия и материя, как предполагают ученые, образовались в равных количествах.
