Я стою на платформе в большой пещере, заполненной чаща установки и слушаю гида, который объясняет мне, что в течение секунды, каждый сантиметр моего тела пролетают насквозь триллионы нейтрино. Принять его врозь широко руки, словно хотела еще углубить впечатления, но, конечно, я ничего не чувствую. Нейтроны легко проникают через внушительный металлический контейнер, который доминирует в пещере. Только несколько из них в течение суток сталкивается с атомами внутри детектора размером с автобус, инициируя выброс заряженных частиц и сопровождающих ее вспышки света, которые регистрируются исследователя. Физики верят, что благодаря им закрепляются на ранее неизвестные территории.

Просмотренные мною установок-это часть эксперимента NuMI Off-Axis Electron Neutrino Appearance(NOvA), которая находится в Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) в Батавии, штат Иллинойс. Подобный, но больший детектор, скрытой под землей, в 800 км отсюда, в Миннесоте, улавливает нейтрино, которые прошли через первый детектор и двух детекторов земная кора.

Работать с 2014 года эксперимент NOvA с пара самых отдаленных сегодня детекторов нейтрино в то же время введение к гораздо большему предприятия: Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE). В Fermilab должен находиться источник нейтрино: протоны разгоняются в akceleratorze будут обстреливать щит grafitową. Затем пучок нейтрино преодолеет путь 1300 км, отделяющее Иллинойс от Южной Дакоты. Дополнительные 500 км должно увеличить шанс возникновения необычных свойств нейтрино.

DUNE-это, без сомнения, самый масштабный проект в области физики элементарных частиц в Сша от отказа в 90-е годы. строительства ускорителя Superconducting Super Collider (SSC). Эксперимент, стоимость которого оценивается в 1,5 миллиарда долларов, должен быть запущен в 2020 годы. и занять по крайней мере два десятилетия. Интерес к ней выходит далеко за рамки Сша; в подготовке участвует уже 1000 ученых из 30 стран мира и эти числа постоянно растут. Это крупнейший в мире проект, в физике нейтрино. В первый раз случается, что крупнейшие европейские лаборатории элементарных частиц, CERN около Женевы, инвестировать в эксперимент на другом континенте. Ученые надеются, что DUNE это позволит нам гораздо более глубокое понимание Вселенной, так же, как Большой Адронный Коллайдер (Large Hadron Collider – LHC) в ЦЕРН и открытию с его помощью в 2012 году бозона Хиггса подтвердило существование скрытых полей в космосе. „Мы хотим добиться для нейтрино то же самое, что адронный КОЛЛАЙДЕР сделал для бозона Хиггса, – объясняет Марк Томсон, полон энергии Британец с University of Cambridge, который является одним из представителей DUNE. – Мы считаем, что мы стоим на пороге очередной великой революции в физике элементарных частиц.”

Исследования нейтрино сопровождают такие чрезвычайные ожидания, потому что они ломают их из Стандартной Модели, самой до сих пор описания мира элементарных частиц и взаимодействий между ними. В соответствии с Моделью Стандартной, который с чрезвычайной точностью предсказал свойства других частиц, нейтрино должны быть невесомые. Так и казалось до момента, когда около 15 лет назад эксперименты в Японии и Канаде, показали, что нейтрино имеют очень малую, но , изменяющуюся от нуля массу. Более того, масса нейтрино, вероятно, имеет другие источники, чем массы всех остальных частиц. Ожидается, что их вес-это эффект новой физики, то есть, частиц, сил и явлений во Вселенной, которые ученые еще не обнаружили.

На протяжении последних лет нейтрино все чаще рассматривается как перспективная площадка для новых открытий, потому что другие усилия в этом направлении успехом не увенчались. LHC не привели к открытию каких-либо частиц за пределами Стандартной Модели. Также усилия экспериментаторов, пытающихся обнаружить частицы темной материи, невидимого источника массы доминирующей во Вселенной, успехом не увенчались. „Мы знаем, что Стандартная Модель не является полным и явления, на которые не распространяется, но пока их не знаем, – объясняет Стивен Parke, физик исследовать нейтрино в Fermilabie. – Некоторые исследователи связывают свое будущее с LHC. Другие ставят на нейтрино.”