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.
Комментарии (61)
Find_the_truth
15.06.2016 10:05+14Это же Black Mesa!
beliakov
15.06.2016 11:11+9Действительно…
Mad__Max
16.06.2016 00:03+5Так органично вписывается, что даже не сразу понял что это фотошоп.
Хотел уже написать — какой смысл было фотку из поста повторять, но перед этим захотелось сначала сбегать к настенной аптечке…
А вот 5я фото — словно из Портала сбежала.
perfect_genius
15.06.2016 12:09+2Удивляет, что выделяются огромные деньги на непонятно что с неясными перспективами, что нельзя ни потрогать ни увидеть.
Вера в человечество не потеряна.gsaw
15.06.2016 12:30Судя по всему пытаются найти практическое применение. Если удасться модулировать поток нейтрино и так передавать инфу, то долой межконтинентальные кабеля, долой спутники. Перспективы!
perfect_genius
15.06.2016 12:44Наверно в такой связи заинтересованы биржы, где важны миллисекунды.
RiseOfDeath
15.06.2016 13:30+1И военные, и трейдеры, и просто предприниматели, и интернет-провайдеры. Вообще все, кому нужна связь на более-менее большие расстояния.
Тут и маленькие задержки из-за того, что сигнал не надо пускать по всему глобусу, и скрытность (ибо пучок летит сквозь землю напрямую… чтобы перехватить придется поставить свой детектор где-то по пути, что труднореализуемо), и возможность связи с подземными/подводными объектами. (в теории на скорости больше, чем сейчас позволяет СДВ), плюс возможность трафика «обходить» страны со «странным отношением к сетевому нейтралитету».
r00tGER
15.06.2016 14:52>… поставить свой детектор где-то по пути…
Это, если принимающий детектор будет полностью поглощать пучок. А так, «шпионить» можно будет и за принимающей стороной.mayorovp
15.06.2016 15:41Спутник в произвольном месте не подвесить: геостационарная орбита существует только над экватором и на строго определенной высоте. А атмосферный аппарат снесет с направления пучка ветром.
А ведь есть еще проблема как экранироваться от тех же космических лучей, которые "Ловятся" теми же самыми детекторами куда лучше чем нейтрино....
r00tGER
15.06.2016 15:52Копать! Но, за станцией. (не так глубоко, как между станциями, вся суть в этом).
mayorovp
15.06.2016 16:06И холм сверху незаметно насыпать, для экранирования :)
Все-таки станции приема будут строить на минимально возможной глубине устойчивого приема, хотя бы потому что это дешевле. Ну и плюс главное применение такой связи — все-таки связь с противоположным концом Земли, с соседями можно и так поговорить.
Но в целом возможность такого перехвата — есть, согласен.
donvictorio
15.06.2016 14:01-3в такой связи заинтересованы геймеры и серверы точного времени.
биржам миллисекунды не так важны.
Mad__Max
16.06.2016 00:08Модулировать поток уже и сейчас особых проблем нет. Для научных экспериментов уже во всю используется.
А вот как бы сделать такой детектор нейтрино, чтобы он мог принимать такой сигнал с достаточной чувствительностью (от которой в т.ч. скорость передачи данных зависит) и при этом имел вменяемые размеры и стоимость — это да, было бы очень много для чего полезно. Но пока все получаются только монструозные сооружения, которые нужно экранировать минимум сотнями метров породы или толщей воды, чтобы фоновый шум придавать и выделить полезный сигнал.
vJRoF
15.06.2016 12:31+4Вот это место тоже очень похоже, особенно антуражу добавляет First Aid Station)))
perfect_genius
15.06.2016 12:45Интересно, возможно ли, что животные (птицы, киты) ориентируются не по магнитному полю, а по нейтрино?
Zelenyikot
15.06.2016 12:58+3Маловероятно.
Kolegg
16.06.2016 00:19+1Да вы, батенька, оптимист… чтобы оценить такую возможность как малую нужно очень напрячь воображение :)
StSav012
15.06.2016 14:01+3По магнитному полю ориентироваться куда проще из-за его значительно более сильного воздействия. Вы же не видели птиц со встроенными баками воды на 50?10? м?. А поле от бытовых магнитиков, что часто на холодильниках висят, и пальцами рук человеческих ощущается неплохо.
perfect_genius
15.06.2016 14:03Птиц нет, но киты сами в этом «баке» 8)
LynXzp
15.06.2016 14:43Еще бак должен быть защищен от любого излучения, и если продержать этот бак нетронутым с годик, потом пересчитать все молекулы — то можно будет подтвердить какую-то догадку… (например что Солнце не сверху а снизу, если вся Земля хоть как-то искажает нейтринный поток). Очень удобно для ориентирования.
RiseOfDeath
15.06.2016 14:46+5>А поле от бытовых магнитиков, что часто на холодильниках висят, и пальцами рук человеческих ощущается неплохо.
А можно с этого места поподробнее? Я даже большие магниты никак не чувствую.StSav012
15.06.2016 15:06В-нулевых, тут соль не в размере, а в намагниченности. Мы с ребятами проводили эксперименты с маленькими магнитиками — ошибка в определении, намагничен ли кусочек металла, была менее 1/5. Ссылок никаких дать не могу. Возможно, дело в тренеровке. Это, знаете ли, как слабый-слабый зуд в кончиках пальцев ощущается, когда магнит подносится или удаляется. Никакой мистики, так что.
APLe
15.06.2016 15:09Интересно, поэкспериментирую. Магниты от жёстких дисков пойдут?
StSav012
15.06.2016 15:30Да, как помню, от них тоже ощущалось. Но нужно ещё и что-то ненамагниченное для проверки на false positive. Из-за этого у нас были самые разнообразные железяки, которые где только ни находили.
brzsmg
15.06.2016 15:41+6Коментарии про такие эксперименты, на geektimes, принято закреплять статьями (хотя бы пятничными).
PS: подписался в ожидании статьи)
pacaya
19.06.2016 04:35Не совсем то, что вы ждали, но приблизительно на ту же тему (хотя достоверность, конечно, может быть не слишком высока): https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A5%D0%B0%D1%83%D0%B7%D0%B5%D1%80,_%D0%9A%D0%B0%D1%81%D0%BF%D0%B0%D1%80#.D0.9D.D0.B0.D0.B1.D0.BB.D1.8E.D0.B4.D0.B5.D0.BD.D0.B8.D1.8F_.D0.94.D0.B0.D1.83.D0.BC.D0.B5.D1.80.D0.B0
qbertych
19.06.2016 16:42Постепенно с накоплением информации эти странные способности терялись, но в бытность Каспара у доктора Даумера ещё проявлялись в полную силу
что в переводе на русский означает «В этот раз угадал только 4 раза из 10, но мамой клянусь, сам видел как угадывал!»pacaya
19.06.2016 17:15да, эти доказательства выглядят анекдотическими. Я сразу упомянул, что достоверность может быть невысокой. Просто связанные темы, вспомнил, что уже читал об этом, и решил поделиться ссылкой.
forbrak
15.06.2016 21:23Хм, а я каждый вечер играюсь с неодимовым магнитом 20х40х40. Теперь когда вы сказали, я тоже стал чувствовать, может внушение?
Mad__Max
16.06.2016 00:23+2Если непосредственно при прикосновении это может быть банальная кожная реакция. Неодим (и некоторые другие лантаноиды) могут вызывать умеренное раздражение кожи при контакте в отличии от какой-нибудь простой железки.
StSav012
17.06.2016 17:27Принципиально движение вблизи магнита, а не прикосновение. При касании локальное охлаждение кожи вызывает куда более сильные ощущения, чем лёгкое раздражение.
qbertych
18.06.2016 23:15Судя по упоительности истории, вас должно нехило так потряхивать рядом с электропроводкой. Послабее рядом с бритвой и посильнее рядом с чайником. И ради бога, не спускайтесь в метро, там если я ничего не путаю один вагон потребляет 800 А / 825 В. И под линией электропередач не ходите ;).
StSav012
19.06.2016 00:25Вы многое путаете. Например, Вы напрочь забыли о том, что у человека конечная скорость реакции, а потому поле от переменных токов частотой 50, 60 или 400 Гц может вполне не ощущаться. То, что я описывал, имеет частоты, меньшие 1 Гц, очевидно.
qbertych
19.06.2016 16:26И давно в метро переменный ток применяют? ;) А еще в автомобилях вам должно быть весело, особенно в момент запуска двигателя.
StSav012
19.06.2016 16:49В таких «полевых» условиях, согласитесь, предостаточно раздражителей и без магнитных полей. А сами эти поля тоже не ахти из-за большего расстояния, чем в случае бытовых магнитиков. Прикиньте сами.
Про используемый ток не могу найти ничего внятного. Напряжение, да, такое, а ток мне кажется фантастическим.qbertych
19.06.2016 18:51-1Здесь вопрос не в том, что вам кажется, а в том, умеете ли вы пользоваться гуглом:
Технические характеристики вагонов 81-740.4/741.4
что, как несложно заметить, дает ток 820 А.
…
Суммарная мощность тяговых двигателей, кВт 680
Прикиньте сами.
А вообще меня радует, что нынешние апологеты антинаучного бреда даже не пытаются убедить окружающих в своей правоте — мол, «я художник, я так вижу, а гуглить, считать и доказывать — не мое дело». Если к тем же торсионщикам нужно было приходить и тыкать их носом в лужу, то сейчас даже делать ничего не надо — кулибины сами себя обслуживают ;).StSav012
19.06.2016 19:39+1Положим, что индукция магнитика есть 2000 Гс. Оно, очевидно, убывает по квадрату расстояния, интересны считанные сантиметры, то есть убудет на порядок где-то.
Индукция от рельса с током 820 А будет 164 Гс на расстоянии в сантиметр. Плюс там два рельса > диполь, плюс расстояние — порядка метров > убыль на 4 порядка.
И кто считать ленится?
Да, мне не удалось нагуглить, поскольку я без понятия, что за вагоны искать, однако всё равно мне такой огромный ток представить трудно. И да, даже в Википедии написано, что не везде постоянный ток в метро.
StSav012
17.06.2016 17:25Я и это проверял с помощью визуально похожих, но не намагниченных предметов.
qbertych
15.06.2016 15:54+1Хм. Мне казалось, что время упоительных историй про холодный термояд, эфир, биополя и прочие лазерные бритвы закончилось
с весенним обострением. А вот оно как.gsaw
15.06.2016 18:17+6Людям страшно. Начитаешься всякого про темную материю и нейтрино, представишь себя сгустком вещества в веществе и поймешь, что ты ничто. Облоко атомов, случайное сочетание случайностей. Может быть инопланетяне и не видят тебя совсем. Это мы научились отличать одно облочко атомов от других и даже даем им имена, а инопланетяне может быть смотрят сквозь нас, сквозь планету и не видят ничего, а солнце для них источник нейтринного ветра. Может инопланетяне состоят из этих самых нейтрино и размером с галактику. Тоска берет, что ты тоже самое вещество, что и камень. Подует ветер и ты развеешься. Вот и тешат себя в детстве сказками, позже фантастикой, под старость библией. Ищут трешину в матрице или по крайней мере подтверждение тому что ты не просто участник круговорота гумна в природе и можешь реагировать на магниты.
Zelenyikot
15.06.2016 21:26+3Вы осторожней с такими комментариями в стране с уголовной статьей за пропаганду суицида.
ksr123
16.06.2016 05:54+2Такого не может быть, простите. Там мизерное магнитное поле по сравнению с окрущающими полями. Каким органом человек его может ощутить? Каков механизм?
StSav012
17.06.2016 17:30-1С окружающими полями? Это с какими? Казалось бы, поле от бытовых магнитиков довольно сильное и быстро меняется в пространстве.
А механизм там простой мне представляется: изменение магнитного поля наводит слабейшие напряжения на нервах, и они ощущаются, как лёгкий зуд. Не вижу рпичины, по которой этого бы не происходило. Другой вопрос — в оценке необходимых для этого полей, но это уже к медикам-биологам надо.ksr123
18.06.2016 00:41+1Попахивает псевдонаукой… не бывает такого.
StSav012
18.06.2016 14:50-1С такой полнотой аргументации любое открытие — псевдонаука.
Птицы же как-то ощущают магнитное поле. Почему бы не воспользоваться имеющимся, пусть и гораздо более грубым, инструментом для регистрации сильных и быстро меняющихся полей? Я не вижу фундаментальной проблемы тут.ksr123
18.06.2016 16:08Мало того, птицы его видят. И что? А бактерии, например, чувствуют градиенты концентраций различных веществ. Вот только у человека этого нет.
StSav012
18.06.2016 16:15-1Приведите, пожалуйста, хоть один аргумент, почему моё объяснение работать «не может».
ksr123
19.06.2016 03:08Даже не знаю, как и сформулировать попроще… работать может, наверное. Но не работает.
Meklon, выручай :)
Meklon
19.06.2016 10:39+3Концепция следующая: в ощущении магнитного поля нет ничего глобально сложного. Но нужны специальные клетки, заточенные под это. Чаще всего у животных они располагаются в виде скопления клеток поближе к мозгу. Почему такие клетки бесполезны в руках? Потому, что магнитное поле глобально. Не было никогда раньше природных намагниченных объектов с плотностью как у неодимовых магнитов. Есть конечно магнитные аномалии в виде руды и прочее, но они не точечные. То есть нет смысла в направленном поиске магнитного поля вместо глобального ощущения. Поэтому эволюционно нет смысла в сенсорных клетках в руках.
Ну и в целом, как врач могу сказать, что нет подобных клеток у нас. Пропустить их сложно — их отличает наличие кристаллов ферромагнетиков обычно.
qbertych
18.06.2016 23:10Не вижу рпичины, по которой этого бы не происходило.
Эта причина называется «Учебник по физике для 9 класса общеобразовательных школ, глава „Электромагнетизм.“ »StSav012
19.06.2016 00:28-1Ну да приведите же мне конкретную фразу оттуда! Всё, что я получаю в ответ в этой ветке, — это минусы и фразы типа «этого не может быть, потому что этого не может быть никогда». Мне истину узнать интересно, а не отвечать по сто раз одно и то же.
snuk182
Получается, аналог Баксанской, только посовременней.
Zelenyikot
Спасибо, даже не знал о такой. Воистину: Слава Советской науке!
5p3ctr3
И альтернатива Байкальскому подводному нейтринному телескопу.
FlameStorm
Спасибо! Надо же, что у нас есть! Хочу гордиться российской наукой не меньше, чем Советской.