zelenyikot


Открытый космос Зеленого кота

Космос ближе, чем кажется


Previous Entry Share Next Entry
Уйти под землю чтобы увидеть Солнце
zelenyikot


Эти фото кажутся скринами из какой-нибудь компьютерной игры, но это реальная строительная площадка в подземелье. На глубине 1,5 км в бывшей самой глубокой золотой шахте Северной Америки Homestake расположилась научно-исследовательская астрофизическая лаборатория Sanford Underground Research Facility.









Довольно странное сочетание: подземные галереи и изучение космоса, однако уникальное расположение лаборатории позволяет проводить исследования, которые практически невозможны или сильно затруднены на поверхности.

Астрофизические исследования в шахте начались еще в 60-е годы, когда химик Рэй Дэвис начал эксперименты по поиску солнечных нейтрино. Сотни метров горной породы позволяли экранировать детекторы от потоков космических лучей, и только всепроникающие нейтрино могли туда добраться. Поиск оказался успешен, более того, позволил установить, что существующие к тому времени представления о нейтрино требуют уточнения - реально обнаруженных частиц оказалось почти в три раза меньше чем предполагали теоретические модели. Это явление стало известно в науке как проблема солнечных нейтрино. В концу ХХ века ее удалось решить, обнаружив эффект нейтринных осциляций. За свое открытие Рэй Дэвис получил в 2002 году Нобелевскую премию.



В 2001 году шахта Homestake стала нерентабельна для золотодобычи и закрылась. Через четыре года владельцы передали ее в собственность штату Южная Дакота. В 2005 году американский миллионер банкир Денни Сэнфорд выделил $70 млн на строительство лаборатории и $45 млн добавили различные научные фонды. Позже ученые США и власти Южной Дакоты выступили с предложением к государству о создании подземного исследовательского комплекса, стоимостью $1 млрд долларов. Идею чиновники не поддержали, но лаборатория стала финансироваться Министерством энергетики.



На эти средства построили полноценные научные лаборатории и даже кампус чтобы ученые и студенты могли проживать прямо под землей во время проведения экспериментов.





Сейчас на Sanford Underground Research Facility реализуются исследования по трем направлениям.

Large Underground Xenon (LUX) experiment



Поиск частиц темной материи. Темная материя определяется косвенно по массам галактик, однако напрямую неизвестно что является ее носителем. В шахте Homestake размещен бак жидкого инертного газа ксенона массой в треть тонны. Теоретически, размещенные вокруг детекторы способны определить взаимодействие гипотетических частиц темной материи ВИМПов (Weakly Interacting Massive Particle) с атомами ксенона.





Пока таких событий не зафиксировано. Сейчас эксперимент получил развитие, объединившись с британской группой Zeplin, результатом работы объединенной команды LUX-Zeplin должен стать детектор ВИМПов беспрецедентной точности.



Majorana experiment



Попытка уловить антинейтрино. Точнее этот эксперимент должен установить, что нейтрино способно быть античастицей самой себе - т.н. майорановским фермионом. Внутри блока из толстых пластин меди высокой чистоты располагаются десятки детекторов из кристаллов германия, которые теоретически способны зафиксировать событие безнейтринного двойного бета распада, который подтвердит майорановскую природу нейтрино и докажет факт наличия массы у него.



Как в случае с экспериментом LUX, пока подобных явлений не зафиксировано, хотя их пытаются поймать еще в нескольких лабораториях мира.

Compact Accelerator System for Performing Astrophysical Research (CASPAR)



Небольшой ускоритель заряженных частиц, который должен смоделировать процессы в звездах, приводящие к образованию тяжелых химических элементов. Ускоритель будет создавать направленный пучок частиц низких энергий, поэтому ему важна защищенность от естественных потоков заряженных частиц. Для чистоты исследования эксперимент и спрятался под землю от космических лучей, а для защиты от радиоактивности грунта лаборатория имеет полуметровые стены, облицованные свинцовыми листами. Эксперимент пока не запущен, но разработчики уже близки к старту программы.

В настоящее время на стадии рассмотрения и согласования находится проект Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE), который должен стать развитием и продолжением поиска антинейтрино путем регистрации безнейтринного двойного бета-распада. В этот раз планируется не ловить потоки солнечного нейтрино, а регистрировать искусственно созданный поток нейтрино от подземного источника в лаборатории Ферми за 1300 км.


Масштабность проекта сравнима с Большим адронным коллайдером, в частности он включает в себя резервуар для детекторов, заполненный 50 тыс тонн жидкого аргона. Стоимость проекта оценивается в $1 млрд, и вместе с США в нем изъявила готовность участвовать Великобритания.

По материалам Space.com.
Тут фоторепортаж из российского аналога.

P.S. Кто-то подумает: “Снова zelenyikot продался рептилоидам NASA и пиарит науку врагов наших заокеанских партнеров”. На это я отвечу: во-первых, место это и правда офигенное и без государственной привязки, вы только фотки посмотрите; во-вторых, этот материал стоит распространять в России только из-за одной фразы: “миллионер банкир Денни Сэнфорд выделил $70 млн на строительство лаборатории...”; в-третьих, когда есть такая возможность я с удовольствием пиарю российскую науку: Электро-Л, Радиоастрон, РАТАН-600, БТА; и, наконец, в-четвертых, я готов писать больше о наших лабораториях и исследовательских центрах, пусть Российская академия наук хоть дорогу оплатит и экскурсию проведет. Я даже без зарплаты могу, спасибо Dauria Aerospace за поддержку.

Добавьте меня в ЖЖ или соцсетях: Вконтакте, Facebook, Twitter, Одноклассники, Pikabu.

Из-за обесценивания топа-ЖЖ прошу активнее делиться материалами в соцсетях:

promo zelenyikot december 8, 07:51 25
Buy for 800 tokens
Я не только пишу о космосе, но могу и рассказать о любимых темах для широкой или узкой аудитории. За последние два года я уже провел несколько десятков лекций во многих городах России. Часто приглашают на фестивали науки, профориентационные мероприятия для студентов, на конференции и выставки.…

Спасибо за новости из мира науки. Будет у нас новая массовая идеология, будет цивилизованный капитализм, будет и он отстёгивать на науку, а государство добавлять. Но прежде - новая идеология.
Однако частиц тёмной материи всё равно не найдут. Нет её в природе. Надо постигать природу гравитации, тогда все гравитационные "аномалии" уйдут без добавления ТМ. Формулы надо править...

Насчёт ТМ я согласен, её скорее всего нет, а есть недопонимание устройства пространства-времени вообще. Гравитация вообще мало изучена, а уж в межгалактических масштабах и подавно.

(Deleted comment)
Вот чего-то не совсем понятно.
Я как-то читал, что у подобных глубоких выработок в любом случае имеется заметное повышение фоновой радиации по сравнению с наземным. Замкнутое пространство, породы то-се.
Вот хотелось бы уточнить, как это учитывают при опытах.

Думаю учитывают. От земной радиации экранироваться проще: бетон, свинец, и всё.

И впрямь фантастика!

Точно, я тоже о HalfLife подумал :)

PS Спасибо Коту за отличный материал.

Над Алматой, в горах есть шахта для тех же целей. Выглядит правда совсем иначе (скромнее).

А можно подробнее? Хочется посмотреть.

Что-то новостей от радиоастрона со времени запуска не слышно. Он вообще работает? Все штатно?

Да работает. Тоже подумал, что надо бы обновить по нему статус. Попробую летом встретиться с представителями его научной группы, они люди открытые, смогут рассказать.

Я скорее подумал, что тут так же как и в новости: Европа запустила спутник, а Россия только с третьей попытки смогла его отправить.
Вообще хотелось бы знать что и наши специалисты участвуют в подобных проектах. Ну и конечно хотелось бы чтобы у нас подобные проекты реализовывались. Тем более что у нас шахт тоже хватает. И с сейсмичностью - есть регионы достаточно безопасные в этом плане.

В общем удачи и их и нашим.

И миллионеры у нас имеются.

> миллионер банкир Денни Сэнфорд выделил $70 млн на строительство лаборатории...

где-то в парралельной вселенной: миллиардер абрамович* выделил $хх млн на строительство лаборатории...
:(

* - можно заменить на любую фамилию на усмотрение.

Увы, пока только на строительство очередной яхты.

А ещё сегодня очередной запуск https://spacexstats.com/missions/eutelsat-117w-b-abs-2a

Это же зародыш Института из F4!

Хорошо, что у тебя есть поддержка.
Надеюсь, что она будет расти.

Других желающих пока не попадалось. Даже рекламироваться не хотят.

У науки нет границ или врагов . Не стоит оправдываться в конце такого замечательного повествования . Я предполагаю что вата не читает , а боты не считаются )))) Спасибо за экскурсию!!!!

Молодцы. Работают и зарабатывают. А потом вдруг окажется, что никаких нейтрино в Природе вообще не существует. Что во всём виноват Энрико Ферми, вставивший "нейтрончик" в уравнение. Чтобы сошлось.И всё что фиксировалось - ошибки измерений.

В науке, как известно, отрицательный результат - тоже результат. Вот недавно, истратив несколько десятков миллиардов, сумели-таки обнаружить бозон Хиггса. А ведь могли бы и не обнаружить...

То есть, если я правильно понял, в теории можно создать достаточно мощный "луч смерти" испускающий всепроникающие нейтрино и испепелять врагов сквозь любые преграды или даже простреливая планету насквозь?

Этот всепроникающий луч будет и сквозь врагов всепроникать )
Насчет нейтрино больше перспектив применения их для космической связи, только нужны достаточно чуткие и компактные детекторы.

"What has science done!"
За такие умопомрачительные вещи я и люблю науку =)
Даже обычный коммерческий NSOM в нашей лабе позволяет измерить и "увидеть" много чего удивительного.

Небольшое уточнение: безнейтринный двойной бета-распад)

Спасибо, поправил.

На 1 млрд можно провести крупномасштабный проект по старению у млекопитающих
Старение разрушает и убивает каждого. Отложить же изучение происходящего внутри звезд или темной материи на 10 лет - ни к чему страшному не приведет. Это же касается дорогих космических проектов. Все средства на - усовершенствование себя как вида!

А что, в проекты по старению у млекопитающих не вкладываются деньги?

Спасибо за этот удивительный пост, дорогой Кот. Приятно начинать день с интересной статьи!

Интересно если ли там Гладос))))

Майки на чуваках, точно определяют целевую аудиторию данной статьи и сервиса в целом.

Спасибо вам за ваши статьи

Стоит добавить к статье, что в России аналогичные исследования давно проводят в Баксанской нейтринной обсерватории:
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B0%D0%BA%D1%81%D0%B0%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%BD%D0%B5%D0%B9%D1%82%D1%80%D0%B8%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BE%D0%B1%D1%81%D0%B5%D1%80%D0%B2%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%8F
и на Байкале:
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B0%D0%B9%D0%BA%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%BF%D0%BE%D0%B4%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BD%D0%B5%D0%B9%D1%82%D1%80%D0%B8%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%BF

Edited at 2016-06-15 10:40 am (UTC)

А в-пятых, уважаемый Зеленый Кот, не оправдывайтесь ) Те, кому это интересно и познавательно, и без оговорок благодарны, я думаю, за Ваш журнал, а укушенные излишним патриотизмом при любых раскладах будут видеть происки врагов.
Сорри за оффтоп.

?

Log in