США решили построить гигантский холодильник с температурой -303° F/-186.11 градусов по Цельсию, используя жидкий аргон, объема которого хватит на пять олимпийских бассейнов

Чтобы заполнить самый большой в мире криогенный детектор частиц, ученым Fermilab потребуется около 1000 грузовиков жидкого аргона. В рамках Глубокого подземного нейтринного эксперимента, проводимого Национальной ускорительной лабораторией Ферми Министерства энергетики США, вскоре начнется строительство крупнейшего в мире детектора криогенных частиц.

Команда разработчиков нового детектора, получившего название DUNE far detector, установит его в миле под землей в подземном исследовательском центре Сэнфорда в Лиде, Южная Дакота.

Согласно заявлению для прессы, «проблем множество, среди них — огромные размеры и размах, всемирная координация, логистика и, что немаловажно, безопасность как людей, так и компонентов детектора».

Дальний детектор DUNE планируется создать в виде серии огромных модулей, которые будут создаваться последовательно в течение нескольких лет. Каждый модуль будет оснащен сверхчувствительными компонентами детектора, погруженными в жидкий аргон.

Примечательно, что для каждого из первых двух модулей потребуется примерно столько же жидкого аргона, сколько для пяти олимпийских бассейнов. Поскольку плотность жидкости в 1,4 раза превышает плотность воды, это составит 17 000 метрических тонн для каждого бассейна.

Для заполнения первого модуля команда DUNE cryogenics готовится принять около 1000 грузовиков жидкого аргона в течение примерно года.

Затем международные сотрудники предоставят два дополнительных модуля. Хотя они будут немного меньше, ожидается, что конечный объем жидкого аргона для DUNE превысит 50 000 тонн.

Жидкий аргон должен храниться при температуре минус 303 градуса по Фаренгейту. Для поддержания аргона в жидком виде будут использоваться криостаты, и эксперимент продлится примерно 20 лет.

По данным лаборатории Фермилаб, работа над криогенными системами и стальными конструкциями продвигается. Ожидается, что первые два модуля дальнего детектора DUNE будут введены в эксплуатацию к 2032 году.

Как только один из криостатов будет заполнен, внешние насосы начнут непрерывную циркуляцию жидкого аргона через систему очистки. Затем погружной детектор начнет собирать данные.

После завершения строительства «ДЮНА» станет крупнейшим и наиболее совершенным в мире детектором нейтрино на жидком аргоне. Действующий детектор будет точно отображать взаимодействия с помощью детального трехмерного отслеживания, что позволит измерять колебания нейтрино, а также различия между нейтрино и антинейтрино.

Это также могло бы дать новое представление об иерархии масс нейтрино, поиске редких случаев распада протонов и нейтринных вспышек сверхновых.

Эта возможность позволит командам, участвующим в эксперименте Deep Underground Neutrino, ответить на фундаментальные физические вопросы. Например, «ДЮНА» может пролить свет на то, почему во Вселенной гораздо больше вещества, чем антивещества.

Это также могло бы уточнить свойства нейтрино для проверки теорий, выходящих за рамки стандартной модели, исследовать объединение с помощью распада протонов и предоставить уникальные астрофизические данные о коллапсе ядра сверхновой.

Источник: interestingengineering