Большой аппарат для изучения Великого объединения и нейтринной астрофизики
Большой аппарат для изучения Великого объединения и нейтринной астрофизики или ЛАГУНА был европейским обсерватории очень большого объема нового поколения проектом, направленным на разработку подземной нейтринной . [1] Детектор должен был быть намного больше и чувствительнее, чем любой предыдущий детектор, и сделать новые открытия в области физики частиц и астрочастиц. В проекте приняли участие 21 европейское учреждение в 10 европейских странах и собрали более 100 ученых. [2] [3]
В рамках проекта оценивалась целесообразность развития инфраструктуры обсерватории и самих детекторов частиц обсерватории, а также поиск места размещения (семь кандидатов) в Европе . Было проведено два проектных исследования, LAGUNA и LAGUNA/LBNO, которые были завершены в 2008 и 2011 годах соответственно. [4] Общий приз за обучение составил 17 миллионов евро, из которых 7 миллионов евро составили прямое финансирование ЕС, а остальная часть поступила от участвующих университетов и других организаций. [5]
В 2016 году проект ЛАГУНА фактически был отменен, хотя официального решения принято не было. [1] Аналогичный проект DUSEL в США также был отменен. Однако нейтринный компонент проекта DUSEL (Эксперимент с нейтрино с длинной базой, LBNE) был перезагружен как проект DUNE и расширен из проекта только для США в международный проект. Многие ведущие исследователи из LAGUNA переехали в DUNE. [1] Строительство DUNE началось в 2017 году в лаборатории Сэнфорд в Южной Дакоте , США, с ожидаемым завершением в 2027 году.
Детекторы
[ редактировать ]Изучались три возможные технологии детекторов: детекторы MEMPHYS, GLACIER и LENA, MEMPHYS - детектор на водной основе, GLACIER - жидкий аргон и LENA - на основе жидкого сцинтиллятора. Все детекторы работают, наблюдая слабый свет и электрический заряд, образующийся при взаимодействии частицы нейтрино с ядром жидкости внутри детектора. Детекторы будут располагаться глубоко под землей (даже на глубине 1,4 км) для фильтрации шума, создаваемого атмосферными и космическими частицами, которые бомбардируют все на поверхности Земли. Эти шумовые частицы не проникают в Землю на такой глубине, но проникают нейтрино, которые слабо взаимодействуют с обычной материей. Детекторы будут огромными по размерам, масса жидкой мишени составит порядка 100 000 – 1 000 000 тонн.
С
[ редактировать ]LENA (Low Energy Neutrino Astronomy) — жидкостный сцинтилляционный детектор массой около 50 ктонн. Это резервуар цилиндрической формы высотой около 100 метров и диаметром 30 метров. Фактический сцинтилляционный объем окружен нейлоновым барьером и буферным объемом. Кроме того, буферный объем окружен объемом чистой воды. Механизмом обнаружения LENA будут фотоумножители, которые предназначены для частичного покрытия стенок между буферным объемом и объемом воды. [6] Сцинтилляционный свет, создаваемый в сцинтилляционном объеме, будет обнаружен с помощью этих фотоумножителей. [7] Целью LENA является изучение нейтрино низкой энергии, возникающих в результате взрывов сверхновых, Солнца и недр Земли. [6]
Научные цели
[ редактировать ]Целями проекта было: изучить объединение всех сил путем наблюдения за распадом протона (очень редкое явление, которое, как ожидается, произойдет в соответствии с некоторыми моделями Великого Объединения (GUT), но никогда не наблюдалось), изучение галактических сверхновых посредством нейтринных наблюдений , изучать земные и солнечные нейтрино (нейтрино образуются в ядерных процессах), изучать избыток вещества над антивеществом во Вселенной путем наблюдения осцилляций нейтрино в сотрудничестве с ЦЕРН (который предоставляет нейтринные пучки для эксперимента; нейтрино производятся в ЦЕРН и затем посылается подземным лучом на сотни километров через Землю к детекторам).
Сайты
[ редактировать ]Местами-кандидатами для обсерватории были:
- Каллио на шахте Пюхясалми ( Финляндия )
- Туннель Фрежюс-Роуд ( Франция )
- Боулби Майн ( Великобритания )
- Умбрия (это место требует раскопок новой пещеры, поскольку, в отличие от других мест, это место не является старой шахтой) ( Италия )
- SUNLAB (Подземная лаборатория Серошовице) в шахте Полковице-Серошовице ( Польша )
- Рудник Юнион в Слэнике ( Румыния )
- Подземная лаборатория Канфранк ( Испания )
Из этих кандидатов выбирается место расположения обсерватории (См. сайт проекта). [8] дополнительную информацию о сайтах).
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с «Проект Лагуна: Почему Финляндия лишилась крупного международного исследовательского центра?» . Научная трубка (на финском языке) . Проверено 21 октября 2023 г.
- ^ Майнио, Тапио (31 октября 2012 г.). «Эксперимент с большими частицами может быть в Пюхяярви» . Helsingin Sanomat (на финском языке) . Проверено 21 октября 2023 г.
- ^ HS, Матти Миелонен (27 августа 2014 г.). «Расследование: Пюхясалми разрабатывают лучшее место для детектора частиц ЦЕРН» . Helsingin Sanomat (на финском языке) . Проверено 21 октября 2023 г.
- ^ Агостино, Лука; Консорциум ЛАГУНА-ЛБНО (12 декабря 2014 г.). «Потенциал LAGUNA/LBNO для физики нейтрино с длинной базой» (PDF) . Физический журнал: серия конференций . 566 : 012002. doi : 10.1088/1742-6596/566/1/012002 . ISSN 1742-6588 .
- ^ «ЛАГУНА продвигается» . Научная трубка (на финском языке) . Проверено 21 октября 2023 г.
- ^ Jump up to: а б М. Вурм; и др. (2010). «Физический потенциал детектора ЛЕНА». arXiv : 1004.3474 [ physical.ins-det ].
- ^ «ЛЕНА» . ЛАГУНА.
- ^ Сайты Лагуны