Невидимые гости из ускорителя экспресс
В подземном зале Фермилаба стоит огромный бак с жидким аргоном — прозрачной жидкостью при температуре минус 186 градусов. Когда невидимая частица нейтрино влетает в этот бак, она иногда задевает ядро аргона, и вспыхивает короткий след из заряженных частиц. Детектор MicroBooNE ловит такие вспышки уже несколько лет и накопил сотни тысяч записей.
Нейтрино — самые неуловимые из известных частиц: они проходят сквозь Землю, почти ни с чем не взаимодействуя. Но в жидком аргоне их следы становятся видимыми, как пузырьки в газировке, когда открываешь бутылку. Учёные разбирают каждый след и считают, как часто рождаются разные частицы: обычные, без новых, или редкие — например, каоны или лямбда-гипероны.
Эти измерения нужны не только ради любопытства. Нейтрино могут менять свой тип на лету — это называется осцилляциями. Чтобы точно измерить такие превращения в будущем эксперименте DUNE, нужно до мелочей знать, как нейтрино взаимодействуют с аргоном. Данные MicroBooNE — как генеральная репетиция перед большим спектаклем.
Жидкий аргон в детекторе MicroBooNE настолько чистый, что электроны от ионизации могут пролететь в нём несколько метров, не застряв по пути.
В сериале «Пространство» детекторы нейтрино используют для связи сквозь толщу астероидов — почти как MicroBooNE ловит сигналы из пучка.