Для того, что бы разработать более прочную конструкцию электронных вакуумных приборов для проведения новых фундаментальных физических исследований, ученые взорвали под водой образцы этих электронных ламп в старой испытательной камере, предназначенной для испытаний торпед. Разрушительные тесты, продемонстрированные на видеоролике, являются частью научной программы, стоимостью 1 миллиард долларов, целью которой является обнаружение и углубленное изучение свойств нейтрино, частиц, рождаемых звездами. Нейтрино, эти призрачные частицы, практически не взаимодействующие с материей, играют очень важную роль в окружающем нас мире и оказывают влияние на глобальные космические события, начиная от взрывов сверхновых и заканчивая расширением Вселенной.

"Мы планируем построить новый гигантский подземный датчик нейтрино, который позволит нам определить как именно происходит переход нейтрино из одного вида в другое" - рассказывает Милинд Диуон (Milind Diwan), ученый в области физики частиц из Национальной лаборатории Брукхевена. Эксперимент Long Baseline Neutrino Experiment (LBNE) будет использовать два основных научных инструмента, в Лаборатории Ферми (Fermilab), расположенной близ Чикаго, специальный генератор создаст интенсивный поток нейтрино, направленный в основание глубокой шахты, расположенной в Южной Дакоте на расстоянии 1300 километров. В этой шахте располагаются два водяных бака, емкостью по 140 миллионов литров каждый в которых установлено в общей сложности 50 тысяч детекторов фотоумножителей, размером с баскетбольный мяч. Эти детекторы будут улавливать самые слабые всплески света, вызываемые слабыми взаимодействиями нейтрино с молекулами воды.

Собранные этими датчиками данные могут помочь определить в какую форму преобразовались нейтрино, преодолев разделяющее источник и детектор расстояние, и что вызвало это преобразование. Но единственный производственный дефект, слабость конструкции, неправильная установка датчика может уничтожить этот датчик, находящийся под высоким давлением, оказываемым большой массой воды, и даже спровоцировать цепную реакцию разрушения. Единственный дефектный фотоумножитель в японском датчике нейтрино привел к разрушению 7 из 11 тысяч фотоумножителей в 2001 году.



"Стоимость набора датчиков каждого резервуара LBNE составляет приблизительно 100 миллионов долларов. Таким образом, нам необходимо удостовериться, что конструкция нового датчика не имеет слабых мест и не станет причиной дорогостоящей аварии" - рассказал Милинд Диуон. Поэтому для выяснения динамики разрушения вакуумной лампы под воздействием давления исследователи использовали старый испытательный стенд для торпед в Род-Айленде, представляющий собой 15-метровую сферу, объемом около двух миллионов литров. Датчики, помещенные в воду, подвергались воздействию гидравлического удара и разрушались. А за этим всем следила высокоскоростная камера, способная снимать со скоростью шесть тысяч кадров в секунду.

Полученные данные используются для составления компьютерной модели, с помощью которой будет разработана специальная конструкция новых датчиков, которая будет очень устойчивой к воздействию ударных волн в водной среде. Проект LBNE пока только находится в стадии проектирования и не одобрен полностью Министерством энергетики США. Но, в случае его одобрения, строительство этого колоссального научного устройства начнется в 2015 году, а работа LBNE начнется в 2020 году.