Китай строит крупнейший в мире детектор нейтрино

Ученые в Китае строят крупнейший в мире детектор "призрачных частиц" на глубине 3500 метров под поверхностью океана.

Тропический глубоководный нейтринный телескоп (TRIDENT), называемый по-китайски Hai ling или "Океанский колокол", будет закреплен на дне западной части Тихого океана. После завершения строительства в 2030 году он будет сканировать редкие вспышки света, создаваемые неуловимыми частицами, которые на короткое время становятся ощутимыми в океанских глубинах.

Каждую секунду около 100 миллиардов призрачных частиц, называемых нейтрино, проходят через каждый квадратный сантиметр вашего тела. Но их почти нулевая масса означает, что они едва взаимодействуют с другими типами материи.

Но, замедляя нейтрино, физики могут проследить происхождение некоторых частиц за миллиарды световых лет от нас - до древних катастрофических взрывов звезд и столкновений галактик.

Вот тут-то и пригодится Hai ling.

"Используя Землю в качестве щита, TRIDENT будет обнаруживать нейтрино, проникающие с противоположной стороны планеты, - сказал журналистам на пресс-конференции 10 октября Сюй Дунлянь, главный научный сотрудник проекта. - Поскольку TRIDENT находится вблизи экватора, он может принимать нейтрино, приходящие со всех сторон при вращении Земли, что позволяет вести наблюдение за всем небом без каких-либо слепых зон".

Нейтрино есть повсюду — они уступают только фотонам как наиболее распространенным субатомным частицам во Вселенной и образуются при огромных взрывах сверхновых, в космических лучах и радиоактивном распаде, а также в ускорителях частиц и ядерных реакторах на Земле.

Несмотря на их повсеместное распространение, их минимальное взаимодействие с другой материей делает обнаружение нейтрино невероятно трудным. Впервые они были обнаружены вылетающими из ядерного реактора в 1956 году.

Нейтрино проходят совершенно беспрепятственно через большую часть вещества, включая всю нашу планету, но иногда они взаимодействуют с молекулами воды. Когда нейтрино проходят сквозь воду или лед, они иногда создают побочные продукты, называемые мюонами, которые испускают вспышки света. Изучая закономерности, которые создают эти вспышки, ученые могут реконструировать энергию, а иногда и источники нейтрино.

Но чтобы увеличить вероятность взаимодействия призрачных частиц, детекторы должны находиться под большим количеством воды или льда.

Новый гигантский китайский детектор будет состоять из более чем 24 000 оптических датчиков, расположенных на 1211 нитях, каждая длиной 700 м, которые будут подниматься вверх от точки крепления на морском дне.

Детектор будет расположен в виде плитки Пенроуза и будет иметь диаметр 4 километра. Когда он заработает, он будет сканировать нейтрино на расстоянии 7,5 кубических километра. В настоящее время крупнейший в мире детектор нейтрино IceCube, расположенный на станции Южный полюс Амундсена-Скотта в Антарктиде, имеет площадь мониторинга всего 1 кубический км, что означает, что TRIDENT будет значительно более чувствительным и с гораздо большей вероятностью обнаружит нейтрино.

Ученые говорят, что пилотный проект стартует в 2026 году, а полноценный детектор заработает в 2030 году.