46°28′19″ с. ш. 81°11′12″ з. д.HGЯO

SNOLAB

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 5 октября 2020 года; проверки требуют 9 правок.
Перейти к навигации Перейти к поиску

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

[править | править код]

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

[править | править код]

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

[править | править код]
  1. ↑ 1 2 SNOLAB User's Handbook Rev. 2 (PDF), 2006-06-26, p. 13, Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016, Дата обращения: 1 февраля 2013 Источник. Дата обращения: 13 мая 2017. Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года.
  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. Архивировано 9 июля 2013 года.
  3. ↑ "Canada selects 9 projects to lead in international research" (Press release). Canada Foundation for Innovation. 2002-06-20. Дата обращения: 21 сентября 2007.{{cite press release}}: Википедия:Обслуживание CS1 (url-status) (ссылка)
  4. ↑ "Province Supports Expansion of World's Deepest Lab Administered by Carleton University" (Press release). Carleton University. 2007-08-21. Дата обращения: 21 сентября 2007. {{cite press release}}: |archive-url= требует |archive-date= (справка)
  5. ↑ "New Funding will Support Underground Lab Operations as SNOLAB nears Completion" (PDF) (Press release). SNOLAB. 2008-01-18. Архивировано (PDF) 4 марта 2016. Дата обращения: 26 февраля 2008.
  6. ↑ Duncan, Fraser SNOLAB Facility Status (27 августа 2009). Дата обращения: 13 мая 2017. Архивировано 3 марта 2016 года.
  7. ↑ Архивированная копия. Дата обращения: 11 июля 2011. Архивировано 6 июля 2011 года.
  8. ↑ WU Yu-Cheng; HAO Xi-Qing; YUE Qian; LI Yuan-Jing; CHENG Jian-Ping; KANG Ke-Jun; CHEN Yun-Hua; LI Jin; LI Jian-Min; LI Yu-Lan; LIU Shu-Kui; MA Hao; REN Jin-Bao; SHEN Man-Bin; WANG Ji-Min; WU Shi-Yong; XUE Tao; YI Nan; ZENG Xiong-Hui; ZENG Zhi; ZHU Zhong-Hua (August 2013), "Measurement of Cosmic Ray Flux in China JinPing underground Laboratory", Chinese Physics C, 37 (8), arXiv:1305.0899, Bibcode:2013ChPhC..37h6001W, doi:10.1088/1674-1137/37/8/086001
  9. ↑ Pitlick, Wendy (2011-07-15), "DUSEL no more", Black Hills Pioneer, Архивировано 30 марта 2019, Дата обращения: 26 ноября 2012, Lesko said the scaled back plans boil down to just one underground research campus. Originally, lab officials planned to build a major surface campus, a science campus 4,850 feet underground that included two lab modules, and a smaller lab module campus 7,400 feet underground. The Sanford Underground Research Facility, Lesko said, focuses on building just one campus at the 4,850-foot level that will host experiments in dark matter, double beta decay, and long baseline neutrino research. Источник. Дата обращения: 13 мая 2017. Архивировано 30 марта 2019 года.
  10. ↑ 1 2 SNOLAB: Current experiments. Дата обращения: 13 мая 2017. Архивировано 21 февраля 2021 года.
  11. ↑ 1 2 3 4 5 Noble, Tony (2014-01-31). Dark Matter Physics at SNOLAB and Future Prospects (PDF). Fourth International Workshop for the Design of the ANDES Underground Laboratory. Архивировано (PDF) 4 марта 2016. Дата обращения: 13 мая 2017. Источник. Дата обращения: 13 мая 2017. Архивировано 4 марта 2016 года.
  12. ↑ 1 2 Duncan, Fraser (2015-08-24). Overview of the SNOLAB Facility and Current Programme Evolution (PDF). SNOLAB Future Planning Workshop 2015. Архивировано (PDF) 28 ноября 2015. Дата обращения: 3 декабря 2015. Источник. Дата обращения: 13 мая 2017. Архивировано 28 ноября 2015 года.
  13. ↑ 1 2 Jillings, Chris (2015-09-09). The SNOLAB science program (PDF). XIV International Conference on Topics in Astroparticle and Underground Physics (TAUP2015). Torino. Архивировано (PDF) 8 декабря 2015. Дата обращения: 30 ноября 2015. Источник. Дата обращения: 13 мая 2017. Архивировано 8 декабря 2015 года.
  14. ↑ DAMIC now running at SNOLAB, 2012-12-10, Архивировано из оригинала 25 сентября 2020, Дата обращения: 13 мая 2013 Источник. Дата обращения: 13 мая 2017. Архивировано из оригинала 25 сентября 2020 года.
  15. ↑ 1 2 Cancelo, Gustavo (2014-01-31). The DAMIC experiment (PDF). Fourth International Workshop for the Design of the ANDES Underground Laboratory. Архивировано (PDF) 4 марта 2016. Дата обращения: 13 мая 2017. Источник. Дата обращения: 13 мая 2017. Архивировано 4 марта 2016 года.
  16. ↑ PICO-2L now running at SNOLAB! (4 ноября 2013). Дата обращения: 13 мая 2017. Архивировано из оригинала 20 сентября 2020 года.
  17. ↑ 1 2 Crisler, Michael B. (2013-08-21). PICO 250-liter Bubble Chamber Dark Matter Experiment (PDF). SNOLAB Future Projects Planning Workshop 2013. p. 3. Архивировано из оригинала (PDF) 24 апреля 2015. Дата обращения: 3 декабря 2015. PICASSO + COUPP = PICO Источник. Дата обращения: 13 мая 2017. Архивировано из оригинала 24 апреля 2015 года.
  18. ↑ Neilson, Russell (2013-12-16). COUPP/PICO Status Report (PDF). Fermilab All Experimenters Meeting. p. 7. Архивировано (PDF) 17 октября 2015. Дата обращения: 3 декабря 2015. COUPP and PICASSO have merged to form the PICO collaboration to search for dark matter with superheated liquid detectors. Источник. Дата обращения: 13 мая 2017. Архивировано 17 октября 2015 года.
  19. ↑ PICO experiment: PICO 60. Дата обращения: 17 августа 2015. Архивировано из оригинала 6 ноября 2019 года.
  20. ↑ COUPP-60 Up and Running at SNOLAB. 2013-05-03. Архивировано из оригинала 25 сентября 2020. Дата обращения: 13 мая 2013. Источник. Дата обращения: 13 мая 2017. Архивировано из оригинала 25 сентября 2020 года.
  21. ↑ Field, Louisa (2015-04-23). "Biggest dark matter detector lies in wait for antisocial WIMPs". New Scientist. No. 3108. Архивировано 5 мая 2015. 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. ↑ "Second generation dark matter experiment coming to SNOLAB" (Press release). SNOLAB. 2014-07-18. Архивировано 30 марта 2019. Дата обращения: 18 сентября 2014.
  23. ↑ Saab, Tarek (2012-08-01). "The SuperCDMS Dark Matter Search" (PDF). SLAC Summer Institute 2012. SLAC National Accelerator Laboratory. Архивировано (PDF) 29 октября 2014. Дата обращения: 28 ноября 2012. Источник. Дата обращения: 13 мая 2017. Архивировано 29 октября 2014 года.
  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.; Collar, J.I.; Conner, A.; Cooper, P.S.; Crisler, M.; Dahl, C.E.; Fustin, D.; Grace, E.; Hall, J.; Hu, M.; Levine, I.; Lippincott, W. H.; Moan, T.; Nania, T.; Ramberg, E.; Robinson, A.E.; Sonnenschein, A.; Szydagis, M.; Vázquez-Jáuregui, E. (September 2012). "First dark matter search results from a 4-kg CF3I bubble chamber operated in a deep underground site". Physical Review D. 86 (5): 052001—052009. arXiv:1204.3094. Bibcode:2012PhRvD..86e2001B. doi:10.1103/PhysRevD.86.052001. FERMILAB-PUB-12-098-AD-AE-CD-E-PPD.
  27. ↑ 1 2 3 Smith, Nigel J.T. (2013-09-08). "Infrastructure Development for underground labs—SNOLAB experience" (PDF). 13th International Conference on Topics in Astroparticle and Underground Physics. Asilomar, California. Архивировано (PDF) 25 января 2017. Дата обращения: 13 мая 2017.{{citation}}: Википедия:Обслуживание CS1 (отсутствует издатель) (ссылка) Источник. Дата обращения: 13 мая 2017. Архивировано 25 января 2017 года.
  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. ↑ Smith, Nigel (2015-06-17). Advanced Instrumentation Techniques in SNOLAB (PDF). 2015 Canadian Association of Physicists Congress. Архивировано (PDF) 4 марта 2016. Дата обращения: 13 мая 2017. Источник. Дата обращения: 13 мая 2017. Архивировано 4 марта 2016 года.
  30. ↑ Sinclair, David (2013-09-12). The SNOLAB Science Programme. 13th International Conference on Topics in Astroparticle and Underground Physics. Asilomar, California. Архивировано из оригинала 29 ноября 2014. Дата обращения: 21 ноября 2014. Источник. Дата обращения: 13 мая 2017. Архивировано 29 ноября 2014 года.
  31. ↑ Pocar, Andrea (2014-09-08). Searching for neutrino-less double beta decay with EXO-200 and nEXO (PDF). Neutrino Oscillation Workshop. Otranto. Архивировано (PDF) 23 сентября 2015. Дата обращения: 10 января 2015. Источник. Дата обращения: 13 мая 2017. Архивировано 23 сентября 2015 года.
  32. ↑ Yang, Liang (2016-07-08). Status and Prospects for the EXO-200 and nEXO Experiments (PDF). XXVII International Conference on Neutrino Physics and Astrophysics. London. Архивировано из оригинала (PDF) 17 ноября 2016. Дата обращения: 13 мая 2017. Источник. Дата обращения: 13 мая 2017. Архивировано 17 ноября 2016 года. 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. ↑ Vázquez-Jáuregui, Eric (2014-01-30). Facility and experiment developments at SNOLAB (PDF). Fourth International Workshop for the Design of the ANDES Underground Laboratory. Архивировано (PDF) 4 марта 2016. Дата обращения: 13 мая 2017. Источник. Дата обращения: 13 мая 2017. Архивировано 4 марта 2016 года.
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=SNOLAB&oldid=138755130