Напишите отзыв на товар и получите шанс выиграть робот — мойщик окон

Что за материя, почему она темная и зачем ее ищут?

Обнаружение темной материи сейчас является одной из основных задач теоретической физики и астрономии. Ее существование предсказано гипотетически, но никак не подтверждено прямыми наблюдениями, потому что она не участвует в электромагнитном взаимодействии. Тем не менее видимая материя, будь то мельчайшая частичка космической пыли или такая планета, как наша, или вовсе звезда, составляет лишь 5% всей массы Вселенной. Эту проблему скрытой массы пытаются объяснить наличием т. н. «темной материи», получившей такое название из-за своей трудноуловимости.

Ее состав и природа неизвестны.

Существуют несколько моделей, в той или иной степени пытающихся объяснить эту природу, а также с помощью практических экспериментов зафиксировать взаимодействие темной материи с материей видимой. Для такой детекции ученым необходимо создать максимально защищенные условия, где риск негативного влияния на процесс обнаружения посторонних космических лучей или земной радиации был бы сведен к минимуму.

В скальных массивах

Такие особо «чистые» условия могут быть созданы в горных недрах, конечно, при достаточной толщине скального слоя и при использовании специальных материалов, защищающих научный комплекс, где ставятся эксперименты, от нежелательного внешнего влияния. Все это требует и решения непростых инженерных задач, поэтому далеко не каждая страна может себе позволить подобные расходы на обнаружение того, что пока настойчиво ускользает от детекции. Крупнейший до недавнего времени подземный исследовательский центр такого рода, Национальная лаборатория Гран-Гассо в Италии, занимает в Альпах почти в два раза меньший объем.

В 2010 году создание подобной лаборатории началось и КНР, чьи научные амбиции становятся все более и более весомыми.

Еще в 2008-м физики из китайского университета Цинхуа узнали (достаточно случайным образом) о строительстве в горах Цзиньпин (провинция Сычуань), в 500 километрах к юго-западу от Чэнду, новой гидроэлектростанции Цзиньпин-II. Строившаяся в сложных горных условиях ГЭС, как предположили ученые, благодаря своей инфраструктуре подходила для параллельного использования в работах с темной материей.

Первая фаза

Проект гидроэлектростанции предусматривал, что вода на ее генераторы будет подаваться с помощью четырех 16,7-километровых водоводов. Их строительство и обслуживание предполагало и создание дополнительных служебных тоннелей. Физики предложили энергетикам создать в этом инженерном пространстве дополнительные помещения, где можно было бы разместить подземную лабораторию нужного уровня защиты от внешних воздействий.

На первом этапе, к 2010 году, был построен основной зал габаритами 6,5 × 6,5 × 42 м и подъездной тоннель длиной 55 метров.

Однако созданный комплекс был не без недостатков. Во-первых, хотя горная порода Цзиньпина обеспечивала неплохую изоляцию лаборатории от космических лучей и имела низкую радиоактивность сама по себе, при строительстве помещений комплекса использовался стандартный бетон, применявшийся при возведении ГЭС. Он сам по себе «фонил». При расширении подземной лаборатории «Цзиньпин», а именно такое название получил научный центр, ошибки дебютного этапа были учтены.

Расширение

Китайская лаборатория постоянно росла в размерах, причем в процессе этого ошибки первой фазы ее создания ликвидировались. Помимо вспомогательных помещений, в толще Цзиньпина выросли еще четыре экспериментальных зала, что к настоящему моменту довело общий объем внутренних помещений до 300 тысяч кубометров.

По этому показателю центр в КНР уверенно обошел свой аналог «Гран-Сассо» в Италии.

В ходе реализации второй фазы китайские строители смогли (по крайней мере по их собственному утверждению) создать непревзойденно чистую среду для проведения экспериментов по обнаружению темной материи. Например, вся внешняя оболочка лаборатории покрыта специальным изоляционным материалом, на 99% блокирующим поступление внутрь нее радонового газа, очень назойливого естественного «загрязнителя». Протяженность одной вентиляционной системы с фильтрами, обеспечивающими максимальную очистку поступающего внутрь воздуха, составила 10 километров.

Начало работы

В настоящий момент площадь созданных под горами Цзиньпин помещений равна примерно 120 пятидесятиметровым бассейнам международного класса. От поверхности они отделены 2,4 километра скальной породы, и с учетом всех предпринятых за последние три года мер можно сказать, что в Китае созданы идеально возможные сейчас условия для детекции темной материи. Для этого используется целый набор специальных приборов на основе высокочистого германия и жидкого ксенона.

«Найдем мы темную материю или нет, каждый шаг, который мы в этом направлении делаем, это шаг в неизвестное», — заявил Лю Цзянглай, глава эксперимента PandaX (детектор темной материи на основе ксенона).

«Каждый маленький шаг вперед — это на самом деле большой скачок. В этом главное удовольствие от нашей работы». Возможно, именно в самой крупной и глубокой подземной лаборатории мира будет сделано открытие, которое экспериментально подтвердит существование темной материи, и проблема, над решением которой сейчас бьются тысячи специалистов в физике частиц, космологии, астрофизики, наконец решится.

Есть о чем рассказать? Пишите в наш телеграм-бот. Это анонимно и быстро

Перепечатка текста и фотографий Onlíner запрещена без разрешения редакции. ga@onliner.by