Проект SBND является частью глобального сотрудничества, в котором участвуют 250 исследователей из Великобритании, Бразилии, Испании, Швейцарии и США. Он является важнейшей частью программы по исследованию нейтрино с короткой базой в Фермилабе. Благодаря финансированию от Совета по научным и технологическим учреждениям (STFC) исследователи из университетов по всей Великобритании играют ключевую роль в качестве членов-основателей. Они вносят вклад в проектирование, строительство, ввод в эксплуатацию и будущие физические исследования детектора.
Нейтрино являются вторыми по распространенности частицами во Вселенной, однако их неуловимая природа делает их исключительно трудными для обнаружения и изучения. Они бывают трех известных типов (электрон, мюон и тау) и непрерывно колеблются между каждым из этих типов. Однако за последние 30 лет эксперименты намекнули на существование возможного четвертого типа, который, если подтвердится, мог бы переосмыслить наши знания о Вселенной.
Профессор Ланкастерского университета Ярослав Новак является главным исследователем SBND UK и председателем институционального совета SBND.
Он сказал: "Наблюдение первого взаимодействия нейтрино в детекторе SBND является для нас признаком новой эры. Теперь мы перенаправляем наши усилия на то, чтобы ответить на многие нерешенные вопросы с помощью огромных объемов данных, которые мы соберем в ближайшие несколько лет".
Дэвид Шмитц, сопредседатель сотрудничества SBND и доцент кафедры физики Чикагского университета, сказал: "Не каждый день детектор регистрирует первые нейтрино. Мы все потратили годы на то, чтобы приблизиться к этому моменту, и эти первые данные являются многообещающим началом наших поисков новой физики".
Стандартная модель физики элементарных частиц, объясняющая, как функционирует Вселенная на самом фундаментальном уровне, служит золотым стандартом для всего: от столкновений частиц высокой интенсивности до редких распадов. Открытие четвертого типа нейтрино поставит под сомнение эту модель и потребует ее переписывания, что может иметь существенные последствия для нашего понимания темной материи и эволюции Вселенной.
Помимо своей роли в поиске четвертого нейтрино, SBND может похвастаться собственной захватывающей физической программой. SBND способен обнаруживать до 7000 нейтринных взаимодействий ежедневно, что больше, чем у любого другого детектора такого рода. Это позволяет исследователям изучать нейтринные взаимодействия с непревзойденной точностью, особенно при изучении нейтринных взаимодействий с аргоном. Знания и опыт, полученные в ходе этих исследований, в частности в области проектирования детекторов и электроники, являются важнейшими демонстраторами технологий для будущих крупномасштабных экспериментов. Это особенно актуально для эксперимента по исследованию нейтрино в глубине Земли (DUNE) в Фермилабе, который должен начать работу в следующем десятилетии.
Благодаря финансированию STFC ведущие исследователи из университетов по всей Великобритании сыграли важную роль в проектировании и создании ряда ключевых технологий и компонентов для SBND.
На специально построенном заводе в лаборатории Дэрсбери STFC британские ученые построили два из четырех АПА для SBND — основных компонентов, улавливающих нейтринные сигналы. Эти структуры, состоящие из почти 4000 проводов толщиной с человеческий волос, регистрируют электроны, высвобождаемые при прохождении нейтрино через жидкий аргон, создавая изображения взаимодействия нейтрино с исключительной точностью.
Британские исследователи также спроектировали и создали CPA, который генерирует мощное электрическое поле напряжением 100 000 вольт, направляющее электроны к APA для обнаружения.
Британские исследователи разработали высокоотражающие панели, покрытые составом, изменяющим длину волны. Эти панели преобразуют ультрафиолетовый свет в видимый, помогая обнаруживать сцинтилляционный свет, создаваемый взаимодействием нейтрино.
Британские исследователи возглавили разработку высокотехнологичного программного обеспечения для распознавания образов. Оно включало пакет Pandora, предназначенный для обнаружения нейтринных взаимодействий в детекторе.
Профессор Манчестерского университета Джастин Эванс, который является главным исследователем проекта DUNE APA с британской стороны, сказал: "По мере развития SBND Великобритания имеет все возможности сыграть ведущую роль в раскрытии своего новаторского научного потенциала. Наши знания и опыт во всех областях физики SBND позволяют нам проводить исследования, ведущие к измерениям свойств нейтрино мирового уровня, изучению физики за пределами Стандартной модели и более глубокому пониманию поведения нейтрино. В то же время мы обучаем следующие поколения исследователей, вооружая их навыками, которые позволят им возглавить эту область, когда DUNE начнет собирать данные в ближайшие несколько лет".
Профессор Марк Томсон, исполнительный председатель STFC, сказал: "Получение первых подробных изображений нейтринных взаимодействий в SBND является важной вехой".
Являясь частью первого эксперимента с несколькими детекторами по поиску нейтринных осцилляций на коротких расстояниях, детектор SBND может произвести революцию в наших знаниях о роли нейтрино в физике элементарных частиц. Это также подчеркивает важность международного сотрудничества для решения важных текущих вопросов о фундаментальной природе Вселенной — в данном случае стерильных нейтрино.
Великобритания была основным партнером SBND с самого начала. Я помню, как мы впервые обсуждали SBND в контексте наращивания британского опыта в строительстве и эксплуатации крупных детекторов нейтрино на основе жидкого аргона на пути к реализации DUNE.
Бер Илья Леонидович, Рудой Андрей Владимирович, Антивоенное этническое движение «Новая Тыва» (New Tuva), Общество с ограниченной ответственностью «Три «Ч», Транс, Издание «Проект», «Совет матерей и жен», Всемирный фонд природы, Общество с ограниченной ответственностью «ЛИЗА НОРМ», Некоммерческая организация «Фонд защиты прав граждан «Штаб», Автономная некоммерческая организация противодействия эпидемии ВИЧ/СПИДа и охраны здоровья социально признаны в РФ иностранными агентами.
