Підземний детектор допоможе вивчити нейтрино-чорні отвори

Дизайн детектора

До 2022 року У.С. науковці планують запустити новий нейтрино-детектор, глибокий підземний експеримент Нейтрино (DUNE). Він буде розташовуватися підземелля в колишньому домівці золота шахта на півдні Дакоти. За допомогою цього детектора фізики навчать властивості нейтрино – як штучно народжуються, так і випромінюються зіркою, коли він згорнеться в чорне отвір.

У 1960-х роках астроном Раймонд Девіс вже помістив лабораторію в шахті для спостереження за сонячними нейтриносами. Наступний детектор буде набагато більш потужним. Кілька кілограмів рідкого аргону в баку діаметром близько 12 м буде взаємодіяти з нейтриносом, що літають через неї.

Більшість з них будуть частинки, які випромінюються з лабораторії національного Accelerator Enrico Fermi, також відомі як Fermilab. Готель знаходиться на відстані 1300 км від майбутнього детектора DUNE. Але частина часу планується додавати до дослідження космічної нейтрино.

Незважаючи на те, що аорти довго розраховують, як чорні діри повинні формуватися, ніхто не бачив цього процесу. Відомий, що чорний отвір може формуватися після розпаду зірки з масою більше восьми сонячних батарей. Але як це відбувається? Яка точка стає зіркою? Як часто зірки перетворюються на чорні отвори? Замість вибуху може призвести до утворення нейтронної зірки.

Відомий, що в момент розпаду зірки, має статися потужний потік нейтриносів, який зможе залишити сайт аварійної ситуації до досягнення критичних показників. Після цього нічого не може вийти за межі чорного отвору. В результаті датчик повинен записувати картину потужного лопця в неутріно флюси, який потім буде різко переривати. Це повинно бути народження нового чорного отвору.

У 1987 р. у 1987 р. у 1987 р. відбувся єдиний вибух, виявлений нейтрино детекторами. На жаль, дані про вибух був недостатньою, тому не відомо, що сталося після цього – чи утворюється чорний отвір або нейтронний зір. Якщо така подія не зустрічається дуже далеко від нас, детектор DUNE, за словами представника проекту Mark Thompson, вдасться виявити до 10000 neutrinos.

Є три види нейтрино, кожен з яких має протичастинку: електрон, муон і тау neutrinos. Нейтрино-детектори здатні виявити електроні антинейтрино. Future DUNE стане єдиною, здатною захопити електроні нейтрино, використовуючи аргон, пояснює Кате Сольберг, професор фізики Університету Дюк.

Звісно, більше детекторів виявляють супернова вибух, чим більше ми дізнаємось про цей дивовижний процес. У Китаї вчені зараз працюють над створенням детектора JUNO, в Японії вони планують побудувати великий детектор Hyper-K, в Росії вони поступово збільшують потужність глибоководного телескопа Дубна. Якщо всі ці пристрої можуть зловити наслідки того, що відбувається відносно поруч з краплином, це буде свято для вчених.

Новий детектор також може відповісти на питання про природу самого нейтриноса. Чи можливо відповідь на питання, чи є вони майорські бродіння – це, власне античастинки.

Джерело: geektimes.ru/post/262462/