Шахтарський селище, під яким і розкинулися численні ходи Homestake. Видно також відкрита вироблення, втім, не настільки глибока, як сама шахта, спрощену схему якої ви також тут бачите (фото і ілюстрація Sanford Underground Laboratory at Homestake і з сайту lbl.gov).
Так народився проект Deep Underground Science and Engineering Lab (DUSEL) - фактично ціла мережа різного роду лабораторій, в яких будуть працювати фахівці з декількох університетів. Офіційно відкрита вчора Sanford Underground Laboratory at Homestake - лише його частина, яка добралася до реалізації першої.
До речі, дослідження тут проводилися і раніше. Так, в 1960-х американський фізик Рей Девіс (Raymond Davis) за допомогою величезного детектора, змонтованого в печері на рівні 4850 футів, вперше зловив сонячні нейтрино (Homestake Experiment).
Вгорі зліва: Рей Девіс перевіряє нейтринний детектор. 1965 рік. Внизу: продовжувачі справи Девіса освоюються на позначці 4850 футів (фотографії Sanford Underground Laboratory at Homestake, Bill Harlan / SDSTA).
Але з тих пір багато води утекло. Воду і треба було відкачувати в першу чергу. Тільки недавно рівень її був опущений нижче за відмітку 4850 (зараз вона хлюпається приблизно в 5000 футів нижче поверхні Землі), і в відкрилися старих тунелях закипіла робота з облаштування дослідного комплексу.
Поки ще в багатьох частинах шахти панує моторошна обстановка, але поступово сюди повернеться життя (фотографії Jack Stratton, Bill Harlan / SDSTA).
Першим тут повинен бути зведений детектор Large Underground Xenon - LUX.
З його допомогою фізики сподіваються зловити частки темної матерії. що грає колосальну роль в еволюції Всесвіту (скажімо, без неї навряд чи утворилися б галактики).
Установка LUX, її розміщення і власне детектор (на урізанні) (ілюстрації Sanford Underground Laboratory at Homestake).
Глибини шахти Homestake підходять для нього ідеально, оскільки товща скель добре екранує космічні промені, здатні геть заглушити надчутливі датчики.
Останні повинні вловити результат вкрай рідкісного і слабкого (і до того ж поки ще гіпотетичного) зіткнення пролітають часток Wimp (це і є кандидат на частку темної матерії) з 300 кілограмами рідкого ксенону.
Шахтарі в 1950-х, вчені в 1960-х, знову шахтарі, вода, вода, вода, і знову вчені, вже в наші дні - історія шахти багата на повороти (фотографії Sanford Underground Laboratory at Homestake, Bill Harlan / SDSTA).
Новий детектор буде в 100 разів більш чутливий, ніж установки, на яких намагалися зловити Wimp раніше, - пояснюють учені. LUX розмістять в тій самій «печері Девіса», де колись стояла історична установка, вловити нейтрино від Сонця. Почне роботу LUX приблизно через рік.
Перспектива упіймання темної матері радує. Але набагато інтенсивніше тут піде робота, якщо Конгрес і Білий дім затвердять подальше фінансування проекту DUSEL (всього він оцінюється в $ 550 мільйонів).
Церемонія «номінального» відкриття лабораторії пройшла прямо на місці майбутнього комплексу - на глибині 4850 футів. Але поки тут мало що можна побачити цікавого - робітники ще продовжують зміцнювати стіни, прокладають силові кабелі і вирішують інші інженерні завдання. Внизу: «Золота, можливо, тут більше немає, принаймні в видобутих обсягах. Але я думаю, тут є ще Нобелівські премії », - пожартував губернатор штату на відкритті лабораторії (фотографії Sanford Underground Laboratory at Homestake, AP / Steve McEnroe).
Адже лабіринт Homestake на позначці 4850 не закінчується - інакше який був би це рекорд? Ті ж нейтринні обсерваторії в ряді країн світу можуть похвалитися глибинами в 1,6-2 км (приклад - установка SNO. Побудована в Канаді за участю США і Британії).
Але справа в тому, що нижня точка цієї шахти лежить на рівні 8000 футів (2438 метрів) під поверхнею Землі!
Загальна схема комплексу DUSEL (ілюстрація Zina Deretsky, National Science Foundation).
В цілому DUSEL повинна послужити базою для експериментів не тільки астрофізичних (пошук частинок темної матерії - їх частина), але також геології, гідрології, біології, фізики, біохімії, геоінженерії і в інших областях.
Наприклад, біологи будуть шукати тут бактерії-екстремофили, подібні до тих, що процвітають в золотоносної шахти в ПАР, а інженери будуть експериментувати з технологіями побудови «глибоких» підземних фабрик, призначених для створення надчистих матеріалів.
Причому апаратура в тунелях DUSEL повинна бути розміщена на різних рівнях - від зовсім невеликих глибин (всього-то в кілька метрів) і до самого нижнього горизонту цього велетенського комплексу.
Крім того же детектора частинок темної матерії під Чорними пагорбами з'являться нейтринні детектори, а ще - установки, які спробують вловити зовсім вже «ілюзорні» події, такі як розпад протона або безнейтринного подвійний бета-розпад.
У наступні десятиліття ця лабораторія повинна стати однією з найбільших дослідницьких майданчиків такого роду в світі. І залишатиметься такою, мабуть, до тих пір поки видобувна галузь не звільнить якусь ще випотрошену дочиста шахту.