Перейти к содержанию

SNOLAB

Эта статья находится на начальном уровне проработки, в одной из её версий выборочно используется текст из источника, распространяемого под свободной лицензией
Материал из энциклопедии Руниверсалис

SNOLAB — канадская подземная физическая лаборатория, расположенная на глубине 2 км в никелевом руднике Вейла Крейтон в Садбери (Онтарио, Канада). После завершения первоначального эксперимента по наблюдению за нейтрино в Садбери (SNO), объекты инфраструктуры были расширены до постоянной подземной лаборатории. 

SNOLAB, здание на поверхность. Оно соединено с подземной лабораторией узкоколейкой железной дорогой. 
Детектор DEAP-3600 во время установки в 2014 году

Хотя доступ осуществляется через шахту, сама лаборатория поддерживается как чистая комната класса 2000 с очень низким уровнем пыли и фоновой радиации. 

SNOLAB — вторая по глубине расположения подземная лаборатория в мире (после лаборатории Цзиньпин в Китае, на 2016 год). Её покрывающая порода толщиной в 2070 м обеспечивает экранирование от космических лучей в 6010 м водного эквивалента (m.w.e), обеспечивая условия низкого фона для экспериментов, требующих высокой чувствительности и необходимости детектирования событий, происходящих с низкой частотой[1].

История

На момент своего открытия обсерватория SNO была самым глубоким подземным экспериментом в мире (4800 m.w.e), так как эксперименты на золотом руднике Колар закончились закрытием этой шахты в 1992 году[2]. Многие группы исследователей были заинтересованы в проведении экспериментов на глубине в 6000 m.w.e. 

В 2002 году Канадским фондом инноваций было одобрено финансирование для расширения объектов SNO в лаборатории общего назначения[3], и в 2007[4] и 2008[5] годах было получено больше средств. 

Строительство основного лабораторного пространства было завершено в 2009 году[6], и вся лаборатория вступила в эксплуатацию в качестве «чистого» пространства в марте 2011 года.[7]

SNOLAB на короткое время стала самой глубокой подземной лабораторией в мире, до тех пор, пока она не была превзойдена подземной лабораторией Цзиньпин в Китае (CJPL) глубиной 2,4 км в конце 2010 года. В CJPL достигается поток мюонов менее 0,2 μ/м²/день[8], что немного меньше, чем в SNOLAB — 0,27 μ/м²/день[1]. (Для сравнения, поток мюонов на поверхности (на уровне моря) составляет около 15 миллионов μ/м²/день). 

Планировавшаяся лаборатория DUSEL в США, которая была бы глубже, подверглась значительному сокращению, после того как Национальный научный фонд отказал в финансировании в 2010 году[9].

Эксперименты

По состоянию на сентябрь 2015 года SNOLAB проводит пять физических экспериментов:[10][11]:2[12][13]

  • HALO (гелий-свинцовая обсерватория) детектор нейтрино от сверхновых
  • DAMIC детектор тёмной материи[14][15]
  • Прототип поиска тёмной материи PICO 2L[11]:41[16] (PICO - это слияние бывших колабораций PICASSO и COUPP)[17][18]
  • Поиски тёмного вещества второго поколения PICO-60[19], ранее называвшиеся COUPP-60[20]
  • Детектор тёмного вещества DEAP-3600 второго поколения[21], использующий 3600 кг жидкого аргона[11]:14,21.

В настоящее время строятся ещё четыре эксперимента:[10][12][13]

  • SNO+ нейтринный детектор (с использованием экспериментальной камеры SNO) 
  • MiniCLEAN (криогенная низкоэнергетическая астрофизика с благородными газами), детектор тёмной материи[11]:24–32
  • SuperCDMS (криогенный поиск тёмной материи) [22][23]
  • Детектор DAMIC100[15]:31

Пять экспериментов завершены и больше не работают:

  • Первоначальный эксперимент SNO.
  • Проект POLARIS, наблюдающий сейсмические сигналы в толще очень твёрдой скалы.
  • Поиски тёмной материи первой ступени 4-килограммовой камеры COUPP первого поколения[24][25][26], больше не функционирует[27]:25[28]
  • Поиск тёмной материи DEAP-1 [27]:25
  • Поиск тёмной материи PICASSO [29]:3.

В дополнительных запланированных экспериментах было запрошено лабораторное пространство, такое как эксперимент nEXO[30][31]:16[32]:17 COBRA следующего поколения для поиска безнейтринного двойного бета-распада[27]:27 и детектор электростатического тёмного вещества New Experiments With Spheres (NEWS) [33]. Существуют также планы для более крупного детектора PICO-250L[11]:44[17].

Общая площадь подземных сооружений SNOLAB, в том числе технических и бытовых помещений:[34][35]:26

Общий Чистые комнаты Лаборатория
Площадь пола 7,215 м² 4,942 м² 3,055 м²
Объём 46,648 м³ 37,241 м³ 29,555 м³

Ссылки

  1. ↑ 1,0 1,1 SNOLAB User's Handbook Rev. 2, 2006-06-26, с. 13, <http://snolab2008.snolab.ca/snolab_users_handbook_rev02.pdf>. Проверено 1 февраля 2013.  Архивная копия от 4 марта 2016 на Wayback Machine
  2. ↑ Mondal, Naba K. Status of India-based Neutrino Observatory (INO) // Proceedings of the Indian National Science Academy. — 2004. — Январь (т. 70, № 1). — С. 71—77.
  3. ↑ Canada Foundation for Innovation (2002-06-20). Canada selects 9 projects to lead in international research. Пресс-релиз. Проверено 2007-09-21.
  4. ↑ Carleton University (2007-08-21). Province Supports Expansion of World's Deepest Lab Administered by Carleton University. Пресс-релиз. Проверено 2007-09-21.
  5. ↑ SNOLAB (2008-01-18). New Funding will Support Underground Lab Operations as SNOLAB nears Completion. Пресс-релиз. Архивировано из первоисточника 4 марта 2016. Проверено 2008-02-26.
  6. ↑ Duncan, Fraser SNOLAB Facility Status (27 августа 2009). Дата обращения: 13 мая 2017. Архивировано 3 марта 2016 года.
  7. ↑ Архивированная копия (недоступная ссылка). Дата обращения: 11 июля 2011. Архивировано 6 июля 2011 года.
  8. ↑ WU Yu-Cheng; HAO Xi-Qing; YUE Qian & LI Yuan-Jing (August 2013), Measurement of Cosmic Ray Flux in China JinPing underground Laboratory, Chinese Physics C Т. 37 (8), DOI 10.1088/1674-1137/37/8/086001 
  9. ↑ Pitlick, Wendy (2011-07-15), DUSEL no more, Black Hills Pioneer, <http://www.bhpioneer.com/local_news/article_5c46ec6e-af25-11e0-aeb5-001cc4c03286.html>. Проверено 26 ноября 2012.  Архивная копия от 30 марта 2019 на Wayback Machine
  10. ↑ 10,0 10,1 SNOLAB: Current experiments. Дата обращения: 13 мая 2017. Архивировано 21 февраля 2021 года.
  11. ↑ 11,0 11,1 11,2 11,3 11,4 Tony Noble. Dark Matter Physics at SNOLAB and Future Prospects // (Fourth International Workshop for the Design of the ANDES Underground Laboratory). Архивная копия от 4 марта 2016 на Wayback Machine
  12. ↑ 12,0 12,1 Fraser Duncan. Overview of the SNOLAB Facility and Current Programme Evolution // (SNOLAB Future Planning Workshop 2015). Архивная копия от 28 ноября 2015 на Wayback Machine
  13. ↑ 13,0 13,1 Chris Jillings. The SNOLAB science program // (XIV International Conference on Topics in Astroparticle and Underground Physics (TAUP2015)). — Torino. Архивная копия от 8 декабря 2015 на Wayback Machine
  14. ↑ DAMIC now running at SNOLAB, 2012-12-10, <http://www.snolab.ca/news/2012-12-10-damic-now-running-snolab>. Проверено 13 мая 2013.  Архивная копия от 25 сентября 2020 на Wayback Machine
  15. ↑ 15,0 15,1 Gustavo Cancelo. The DAMIC experiment // (Fourth International Workshop for the Design of the ANDES Underground Laboratory). Архивная копия от 4 марта 2016 на Wayback Machine
  16. ↑ PICO-2L now running at SNOLAB! (недоступная ссылка) (4 ноября 2013). Дата обращения: 13 мая 2017. Архивировано 20 сентября 2020 года.
  17. ↑ 17,0 17,1 Michael B. Crisler. PICO 250-liter Bubble Chamber Dark Matter Experiment // (SNOLAB Future Projects Planning Workshop 2013). Архивная копия от 24 апреля 2015 на Wayback Machine
  18. ↑ Russell Neilson. COUPP/PICO Status Report // (Fermilab All Experimenters Meeting). Архивная копия от 17 октября 2015 на Wayback Machine
  19. ↑ PICO experiment: PICO 60 (недоступная ссылка). Дата обращения: 17 августа 2015. Архивировано 6 ноября 2019 года.
  20. ↑ COUPP-60 Up and Running at SNOLAB, 2013-05-03, <http://www.snolab.ca/news/2013-05-03-coupp-60-and-running-snolab>. Проверено 13 мая 2013.  Архивная копия от 25 сентября 2020 на Wayback Machine
  21. ↑ Field, Louisa. Biggest dark matter detector lies in wait for antisocial WIMPs (23 апреля 2015). Архивировано 5 мая 2015 года. Дата обращения 13 мая 2017. «At the end of April, it will join other underground detectors worldwide in the race to find dark matter.».
  22. ↑ SNOLAB (2014-07-18). Second generation dark matter experiment coming to SNOLAB. Пресс-релиз. Архивировано из первоисточника 30 марта 2019. Проверено 2014-09-18.
  23. ↑ Saab, Tarek (2012-08-01), The SuperCDMS Dark Matter Search, SLAC Summer Institute 2012, SLAC National Accelerator Laboratory  Архивная копия от 29 октября 2014 на Wayback Machine
  24. ↑ COUPP Experiment - E961. Дата обращения: 18 мая 2022. Архивировано 25 декабря 2008 года.
  25. ↑ Science at SNOLAB. Дата обращения: 13 мая 2017. Архивировано 30 апреля 2017 года.
  26. ↑ Behnke, E.; Behnke, J.; Brice, S.J. & Broemmelsiek, D. (September 2012), First dark matter search results from a 4-kg CF3I bubble chamber operated in a deep underground site, Physical Review D Т. 86 (5): 052001–052009, FERMILAB-PUB-12-098-AD-AE-CD-E-PPD, DOI 10.1103/PhysRevD.86.052001 
  27. ↑ 27,0 27,1 27,2 Smith, Nigel J.T. (2013-09-08), Infrastructure Development for underground labs—SNOLAB experience, 13th International Conference on Topics in Astroparticle and Underground Physics, Asilomar, California  Архивная копия от 25 января 2017 на Wayback Machine
  28. ↑ "The old COUPP detector using bubble chamber technology to search for dark matter. It is not running right now because they have a bigger detector to assemble and play with!" Архивная копия от 30 марта 2019 на Wayback Machine (2013-01-18)
  29. ↑ Nigel Smith. Advanced Instrumentation Techniques in SNOLAB // (2015 Canadian Association of Physicists Congress). Архивная копия от 4 марта 2016 на Wayback Machine
  30. ↑ David Sinclair. The SNOLAB Science Programme // (13th International Conference on Topics in Astroparticle and Underground Physics). — Asilomar, California. Архивная копия от 29 ноября 2014 на Wayback Machine
  31. ↑ Andrea Pocar. Searching for neutrino-less double beta decay with EXO-200 and nEXO // (Neutrino Oscillation Workshop). — Otranto. Архивная копия от 23 сентября 2015 на Wayback Machine
  32. ↑ Liang Yang. Status and Prospects for the EXO-200 and nEXO Experiments // (XXVII International Conference on Neutrino Physics and Astrophysics). — London. Архивная копия от 17 ноября 2016 на Wayback Machine Video available at Conference 2016 - Friday (part 1) Видео на YouTube.
  33. ↑ NEWS: New Experiments With Spheres. Дата обращения: 16 августа 2015. Архивировано 4 марта 2016 года.
  34. ↑ Noble, T. SNOLAB: AstroParticle-Physics Research in Canada 4 (18 февраля 2009). Дата обращения: 13 мая 2017. Архивировано 3 марта 2016 года.
  35. ↑ Eric Vázquez-Jáuregui. Facility and experiment developments at SNOLAB // (Fourth International Workshop for the Design of the ANDES Underground Laboratory). Архивная копия от 4 марта 2016 на Wayback Machine
Источник — https://xn--h1ajim.xn--p1ai/index.php?title=SNOLAB&oldid=18547408