Тайны Вселенной из глубин земли

22 июня под Черными холмами в Южной Дакоте официально начала работу Сэнфордская подземная лаборатория. Ее установки разместятся на глубине 1478 метров под землей. Но в будущем исследователи спустятся значительно глубже, чтобы понять устройство мироздания. Проект Deep Underground Science and Engineering Lab — фактически целая сеть лабораторий, в которых будут работать специалисты из нескольких университетов.

Золотоносная шахта Homestake в городке Лид (Lead) была закрыта в 2001 году после 125 лет работы. Тонны поднятой руды и раскрошенных скал оставили после себя многокилометровую сеть штолен и горизонтов. Насосы, откачивающие воду, были остановлены, а затопленную шахту опечатали.
В 2007-м целое содружество ряда американских университетов и ведущих национальных лабораторий под эгидой (и с подачи) Национального научного фонда (NSF) решили вернуть шахту к жизни в облике научного комплекса.
Так родился проект Deep Underground Science and Engineering Lab — фактически целая сеть различного рода лабораторий, в которых будут работать специалисты из нескольких университетов. Официально открытая Sanford Underground Laboratory at Homestake — лишь его часть, добравшаяся до реализации первой.
Кстати, исследования здесь проводились и раньше. Так, в 1960-х американский физик Рэй Дэвис при помощи огромного детектора, смонтированного в пещере на уровне 4850 футов, впервые поймал солнечные нейтрино. Опыт, продолжавшийся до середины 90-х, привел ученых к открытию осцилляций нейтрино на их пути между Солнцем и Землей. За эту работу Дэвис, вместе с двумя другими учеными, получил Нобелевскую премию по физике в 2002 году.
Первым должен быть возведен детектор Large Underground Xenon — LUX. С его помощью физики надеются поймать частицы темной материи, играющей колоссальную роль в эволюции Вселенной. Глубины шахты Homestake подходят для него идеально, поскольку толща скал хорошо экранирует космические лучи, способные напрочь заглушить сверхчувствительные датчики.
Последние должны уловить результат крайне редкого и слабого (и притом пока еще гипотетического) столкновения пролетающих частиц Wimp (это и есть кандидат на частицу темной материи) с 300 килограммами жидкого ксенона.
В целом DUSEL должна послужить базой для экспериментов не только астрофизических (поиск частиц темной материи — их часть), но также геологии, гидрологии, биологии, физики, биохимии, геоинженерии и в других областях.
Аппаратура в туннелях DUSEL должна быть размещена на разных уровнях — от совсем небольших глубин (всего-то в несколько метров) и до самого нижнего горизонта этого исполинского комплекса.
Помимо того же детектора частиц темной материи под Черными холмами появятся нейтринные детекторы, а еще — установки, которые попробуют уловить совсем уж «иллюзорные» события, такие как распад протона или безнейтринный двойной бета-распад.
В последующие десятилетия эта лаборатория должна стать одной из крупнейших исследовательских площадок такого рода в мире. И будет оставаться таковой, видимо, до тех пор пока добывающая отрасль не освободит какую-нибудь еще выпотрошенную дочиста шахту.

https://www.membrana.ru/articles/global/2009/06/23/193100.html
https://www.dni.ru/tech/2009/6/17/168705.html
https://www.membrana.ru/articles/global/2008/10/10/175100.html