Исследовательская станция «Ледяной куб»

На школьных уроках естествознания ваш учитель, скорее всего, описывал различные методы создания телескопов. Но вряд ли бурение бесчисленных скважин глубиной 2 км в антарктическом льду было среди них. Однако именно так работает нейтринная обсерватория Южного полюса «Ледяной куб» («IceCube»).

Вы можете назвать сложное устройство телескопом, детектором или обсерваторией — это не важно: все названия подходят для проекта «Ледяной куб», которым руководят ученые Висконсинского университета. Станция является крупнейшим в мире центром исследований нейтрино. Строительство велось в период между 2005 и 2010 годами. Массив состоит из 86 идентичных отверстий, пробуренных на глубину более 2 км, которые разбросаны по всему льду и заполнены чрезвычайно чувствительным оборудованием для исследования физики частиц.

«Ледяной куб» относится к крупной станции «Амундсен-Скотт», которая расположена на Южном полюсе в Антарктиде, где столбик термометра обычно показывает -60 °C. Исследования, проводимые в «Ледяном кубе», близки к эзотерическим, поскольку они направлены на поиск крошечных субатомных частиц, называемых нейтрино, в момент, когда они проникают на несколько километров вглубь кристально чистого льда. Но исследования могут привести к удивительным открытиям. Нейтрино — это один из самых загадочных «строительных материалов» Вселенной, и, несмотря на сложность его изучения, чем больше ученые понимают поведение этих частиц, тем больше механизмов функционирования Вселенной они могут объяснить.

Для создания станции использовались удивительные инженерные решения. Помимо чрезвычайных трудностей в передвижении и проживании на Южном полюсе, бурение всех важных отверстий, в которые устанавливались датчики, является результатом чуда инженерной мысли. Используя высокотехнологичное оборудование, ученые бурили лед с помощью «сверла» из горячей воды, подаваемой под сверхвысоким давлением. Технология напоминает по принципу действия массивную моечную машину. В общей сложности на бурение каждого отверстия ушло около 40 часов.

Антарктида кажется слишком удаленной точкой для изучения одной крошечной частицы, но темнота и чистота подземного льда на Южном полюсе создает идеальную среду для обнаружения нейтрино, ведь частицы практически никогда не взаимодействуют с веществом, что делает изучение их поведения очень сложным.

Только сталкиваясь с другой частицей, нейтрино запускает реакцию, которая позволяет зафиксировать ее присутствие. Это практически невозможно воссоздать в лабораторной среде. Наиболее легкий способ — это уловить нейтрино на большой площади. И наиболее подходящее место для этого — гигантский массив «Ледяной куб», который может считаться самым искусным применением безлюдной местности для развития науки на сегодняшний день.